Stragate Atlantis: Órbitas geoestacionarias

Hoy volvemos con Stargate. En este caso, con su spin-off Stargate Atlantis (se nota que las estoy viendo ahora ¿verdad?). En el episodio 8 de la 3ª temporada, los protagonistas conocen a la hermana del Dr. McKay y se la lleva a Atlantis para que les ayude con una idea para obtener energía de universos paralelos. No, tampoco en esta ocasión me voy a meter en esos fregados, sino que voy a comentar algo más mundano y sencillo.

Antes de iniciar el viaje, los protagonistas contemplan una bonita vista de la Tierra, desde el Daedalus (o Dédalo, depende de la traducción; la nave que usan para viajar, como alternativa al Stargate), y uno de ellos menciona que están en una órbita geoestacionaria alrededor de la Tierra. El problema es que, aún sin conocer en detalle a qué distancia se encuentra la nave de la superficie terrestre, es muy fácil darse cuenta de que eso no es posible.

¿Y por qué? En alguna ocasión he mencionado las órbitas geoestacionarias, pero sin entrar en demasiados detalles. ¿Qué es exactamente una órbita geoestacionaria? Pues buen, una órbita geoestacionaria, es una órbita en la que el objeto en cuestión (satélite, vehículo, lo que sea), se mantiene en todo momento sobre el mismo punto de la superficie terrestre. Es decir, para un observador en la Tierra, parecería estar fijo en el cielo, mientras que el Sol, la Luna y las estrellas, se mueven.

Para eso deben cumplirse varias condiciones. La más importante, y la relevante en este caso, es la altura de la órbita. Parece obvio que para que un cuerpo en órbita se mantenga sobre el mismo punto de la superficie terrestre, debe moverse alrededor de nuestro planeta a la misma velocidad que éste gira. Es decir, el periodo orbital debe ser igual al periodo de rotación terrestre (concretamente, al día sidéreo). Y el periodo orbital depende de la altura de la órbita.

La Tercera Ley de Kepler, nos dice que el cuadrado del perido orbital es directamente proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita (las órbitas siguien trayectorias elípticas, y el semieje mayor es la distancia entre el centro y uno de los dos puntos más alejados del mismo). Eso quiere decir que cuanto más lejos esté un cuerpo en órbita del objeto orbitado, más tiempo tardará en dar una vuelta completa. Es decir, para un periodo orbital concreto, la altura de la órbita debe ser una específica.

En el caso que nos ocupa, para que el periodo orbital coincida con el periodo de rotación terrestre, la altura debe ser de unos 36.000 km aproximadamente. ¿Y cómo podemos saber si en la serie están a esa distancia? Bueno, pues recordando que el diámetro terrestre es de unos 12.700 km aproximadamente. Es decir, la altura de una órbita geoestacionaria es de casi el triple el diámetro terrestre.

Ahora fijáos en la imagen que he puesto. Se ve la Tierra desde el espacio, pero casi plana. Podemos apreciar su curvatura, pero muy poco. Eso quiere decir que están bastante cerca de la superficie. Desde luego, no están a una distancia tres veces el diámetro terrestre. Ni siquiera a una distancia de la mitad del diámetro terrestre. Probad vosotros mismos, con un balón o una pelota grande. Situadla a una distancia de vuestros ojos, 3 veces su diámetro. ¿Cómo la veis?

Como curiosidad, y por ser completo, las otras condiciones son que la órbita sea circular, y esté en el plano del ecuador (es decir, el objeto debe estar en la vertical de algún punto del ecuador). Si no, el cuerpo no permanecería totalmente quieto, sino que oscilaría en torno a un punto. Una órbita que simplemente tenga un periodo orbital igual al de rotación terrestre, se denomina geosíncrona, de la que la geoestacionaria es un caso particular.