O que é a Órbita Terrestre Média (MEO)?

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• A órbita terrestre média refere-se a uma região específica no espaço situada entre a Órbita Terrestre Baixa (LEO) e a Órbita Geoestacionária (GEO).
• Os satélites MEO ocupam uma faixa de altitude tipicamente entre 2.000 e 36.000 quilômetros (1.243 a 22.300 milhas) acima da superfície da Terra.
• Os satélites MEO são comumente conhecidos por seu papel significativo em sistemas de navegação global, sendo o exemplo mais proeminente o Sistema de Posicionamento Global (GPS).

Um satélite de órbita terrestre média (MEO) orbita a Terra a uma altitude acima da de um satélite de órbita terrestre baixa (LEO) e abaixo da de um satélite de órbita terrestre geoestacionária (GEO). A MEO, que às vezes também é chamada de órbita circular intermediária (Ico), oferece uma vasta gama de opções para quem implanta satélites e estabelece um equilíbrio entre os custos de constelações de maior altitude e a cobertura de satélites de órbita baixa. Os satélites MEO operam em altitudes entre 1.000 milhas e 22.000 milhas e orbitam a Terra pelo menos duas vezes ao dia.

Alguns têm órbitas perfeitamente circulares, enquanto outros seguem trajetórias elípticas, mas todos mantêm a mesma órbita continuamente uma vez estabelecida.

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Definição de MEO

A Órbita Terrestre Média (MEO) refere-se à região no espaço entre a Órbita Terrestre Baixa (LEO) e a Órbita Geoestacionária (GEO), tipicamente variando de 2.000 a 36.000 quilômetros (1.243 a 22.300 milhas) acima da superfície da Terra.

Os satélites MEO são essenciais para sistemas de navegação global, como o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Esses satélites formam uma constelação que garante cobertura global, fornecendo serviços precisos de posicionamento, navegação e cronometragem. Ao transmitir sinais com informações precisas de tempo, os receptores GPS no solo podem triangular sua posição, velocidade e tempo com alta precisão, graças aos múltiplos satélites MEO visíveis de qualquer local da Terra.

É necessária menos energia para manter os satélites em curso na MEO porque há atração gravitacional mínima da Terra, bem como menos arrasto atmosférico.
“A manutenção de estação é mais fácil na MEO em comparação com a LEO e requer menos combustível”, observa Gregory Henning, líder de projeto especializado em simulações de detritos espaciais na Aerospace Corporation.
Além do menor consumo de combustível, uma das principais vantagens da MEO é que os satélites têm um ponto de observação mais alto em comparação com a LEO, o que significa que são necessários menos satélites para fornecer cobertura total da Terra. Isso torna a MEO ideal para satélites de navegação. Ela abriga o Sistema de Posicionamento Global por Satélite dos EUA (GPS), bem como Galileo, GLONASS e BeiDou, as versões europeia, russa e chinesa do GPS.
“Se você tentasse realizar a missão do GPS na LEO, o número de satélites necessários seria enorme”, diz Henning. Em comparação com os milhares de satélites na LEO, a MEO contém menos de 200 satélites.
“A compensação é que, quanto mais longe da Terra você vai, mais forte precisa ser o feixe de potência de transmissão; consequentemente, maior o equipamento e maior o satélite, então (geralmente) custa mais lançar (satélites na MEO em comparação com a LEO)”, observa Kerstyn Auman, analista de consciência situacional espacial (SSA) na Aerospace Corporation.
Outra compensação totalmente exclusiva da MEO envolve as duas zonas de partículas carregadas de energia acima do equador, conhecidas como cinturões de radiação de Van Allen. Os satélites que passam por esses cinturões devem ter blindagem especial para evitar danos aos seus sistemas eletrônicos.
Juntamente com a LEO, a MEO é o destino alvo de um novo programa de alerta de mísseis, rastreamento de mísseis e defesa antimísseis em desenvolvimento no Space Systems Command. Ele complementará os satélites SBIRS (Space-Based Infrared) existentes em órbita geossíncrona e fornecerá uma camada sobreposta de resiliência às capacidades de sensoriamento espacial do país.

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Como surgiram os satélites MEO?

Eles não são um conceito novo no mundo dos satélites. O primeiro satélite de comunicações, Telstar, lançado em 1962, era um satélite de órbita terrestre média projetado para facilitar sinais telefônicos de alta velocidade. Após seu lançamento, rapidamente se tornou evidente que ter um único satélite MEO no espaço era inadequado, pois ele fornecia sinais telefônicos transatlânticos por apenas 20 minutos em cada uma de suas órbitas de aproximadamente 2,5 horas. O conceito de constelações de satélites compostas por múltiplos satélites MEO nasceu.

Quais são as vantagens dos satélites MEO?

Os satélites MEO estabelecem um equilíbrio entre as características dos satélites LEO e GEO. Os satélites LEO, que normalmente orbitam ao redor do equador em um padrão circular, exigem cerca de duas dúzias de unidades para garantir cobertura contínua.

Os satélites MEO orbitam em altitudes mais altas, oferecendo maior cobertura. Com 24 satélites MEO, quatro podem cobrir qualquer ponto da Terra a qualquer momento, ajudando os provedores de serviços a evitar interrupções de comunicação devido ao clima ou obstruções. Os satélites LEO, no entanto, têm a vantagem de fornecer imagens de vigilância mais nítidas e precisar de menos energia para transmissão de dados.

Os satélites GEO operam em altitudes muito mais altas, fornecendo cobertura extensa. Eles orbitam a Terra em 24 horas, parecendo fixos em relação à Terra, ideais para retransmissão consistente de comunicações. Em teoria, três satélites GEO, espaçados 120 graus entre si, poderiam oferecer cobertura global contínua. No entanto, as posições orbitais limitadas para satélites que usam a mesma frequência de rádio representam riscos de interferência ou colisão.

Além disso, colocar um satélite em órbita GEO, que está a 22.300 milhas (35.800 km) de altura, requer um foguete grande e combustível a bordo significativo. Os satélites normalmente alcançam essa órbita indiretamente, primeiro entrando em uma órbita de transferência geossíncrona e, em seguida, acionando foguetes em um momento preciso para impulsionar até a altitude desejada.

Os satélites MEO oferecem um compromisso entre os benefícios e desvantagens dos satélites LEO e GEO. Embora os satélites MEO tenham órbitas mais longas que os LEO, eles ainda parecem se mover da perspectiva de um observador na Terra. Uma constelação de satélites MEO requer menos unidades do que LEO, mas mais do que GEO, equilibrando os custos de construção e implantação. Sua altitude mais baixa em comparação com a GEO também reduz a latência.

Além disso, os satélites MEO podem capturar sinais mais fracos em altitudes mais baixas do que os satélites GEO. Sua potência de transmissor e tamanho da antena oferecem um meio-termo entre os requisitos modestos da LEO e as necessidades substanciais da GEO.

Quais são as aplicações dos satélites MEO?

Além das aplicações na indústria de defesa, os satélites MEO são adequados para implantação para fins de comunicações. Eles são usados com mais frequência em rastreamento GPS e comunicações de telefonia móvel, embora sua implantação bem-sucedida os torne cada vez mais discutidos como uma solução potencial para as necessidades crescentes do modo de transferência assíncrona (ATM) e outras redes de comunicações de banda larga.

Os sistemas de navegação continuam sendo o uso mais comum dos satélites MEO. As implantações atuais incluem o Sistema de Posicionamento Global (GPS) e o Glonass da Rússia. Um sistema de navegação MEO proposto para a União Europeia, chamado Galileo, tem previsão de início de operações em 2013.