4.1. Telecomunicaciones y mensajes

Rétor dice

En primer lugar, es necesario que conozcas cómo funcionan los satélites y cómo se envían los mensajes a la tierra.

Vas a conocer también un concurso de ESERO para enviar mensajes y que sean mostrados en la estación espacial internacional.

Date cuenta de que antes de programar nuestro satélite es necesario conocer cómo funciona y cómo se comunica uno en la realidad y que cumplen con las especificaciones que le pediremos. Esto nos será muy útil para analizar cómo debe ser un planeta para albergar vida.

También es importante que conozcas como son las ondas utilizadas en las telecomunicaciones y un ejemplo real de satélite como es el James Webb, que se encarga de analizar otros planetas para ver si son óptimos para la vida.

Todo esto nos será de gran utilidad para nuestro mini satélite.

1. ¿Cómo funcionan los satélites?

Ha llegado la hora de que conozcas cómo se realizan las comunicaciones en el espacio. Qué mejor forma de saberlo, que aprendiendo lo que son los satélites de comunicaciones. Así como, informarte de cómo funcionan. En los dos siguientes vídeos verás todo esto.

¿Qué es un satélite de comunicaciones?

Recuerda que silo necesitas puedes activar los subtítulos del video.

¿Para qué sirve un satélite de comunicaciones?

Recuerda que si lo necesitas puedes activar los subtítulos del video.

2. Presentando los satétiles de comunicaciones

En grupos de cuatro alumnas y alumnos, debéis realizar una presentación sobre los satélites de comunicación. Haciendo hincapié en alguno que exista en realidad. Por ejemplo:

GPS.
Televisión por satélite.

Clavis presentando

¿Necesitas ayuda para crear una presentación?

Si conoces nuestra guía de competencia digital podrás aprender o repasar algo más sobre cómo crear presentaciones en tu ordenador. Y así podrás crear una mejor presentación de tu reto.

¿Necesitas ayuda para expresarte en público?

Si conoces nuestra guía para elaborar textos orales y escritos podrás aprender o repasar algo más sobre cómo crear textos para expresión oral en tu ordenador. Y así podrás crear una mejor presentación de tu reto.

Motus dice Lo has hecho muy bien

Cuando se pone un trabajo en común es cuando se puede observar todo lo que ha habido que hacer, pero si te fijas bien, también se muestra lo que cada cual ha tenido que poner de su parte. Cuánta dedicación, cariño, ilusión, alegría o puede que tristeza... aparecen en cada resultado obtenido.

A veces cuando se está empezando, como ahora, surgen sentimientos contrarios. Por un lado te gusta lo que haces pero, por otro, te resulta difícil y piensas en abandonar.

Es en esos momentos en los que debes saber sobreponerte y no solo controlar tus emociones negativas para vencer tu miedos y continuar adelante, sino también las de tus colegas y colaboradores. Debes contribuir a ser alguien que siempre sume que aporte buenas sensaciones. Comprobarás qué bien te sientes cuando lo consigues.

Estoy convencido de que tras este ejercicio has ayudado a controlar el desánimo, la inseguridad y la desesperación que aporta el trabajo duro, tras compartirlo con toda la clase. Ahora te sientes con ánimo para seguir afrontando tu reto y has contribuido a que todos lo consigan igualmente.

¡Sigue así! ¡tienes lo que hay que tener para triunfar!

3. ¿Quieres enviar un mensaje a la ISS? Astro PI Misson Zero

¿Alguna vez has soñado con enviar un mensaje al espacio? ESERO, te da la oportunidad de hacerlo por medio de los pequeños ordenadores a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) llamados Astro Pi.

Para ello puedes utilizar el simulador Trinket, programando con Phyton.

Las computadoras Astro Pi vienen con un conjunto de sensores y dispositivos que se pueden usar para realizar experimentos científicos maravillosos. Este conjunto de sensores se llama ‘Sense HAT’ (que significa ‘Hardware conectado en la parte superior’). El Sense HAT le da a Astro Pi la capacidad de ‘detectar’ y realizar muchos tipos de mediciones, desde la temperatura hasta el movimiento, y generar información utilizando una pantalla de matriz de 8 x 8 LEDs. Los Astro Pis también tienen un joystick y botones, ¡como una consola de videojuegos!

Si quieres puedes pedirle a tu profesor que lo presente al concurso.

Muestra una imagen

La matriz LED del Astro Pi puede mostrar colores. En este paso, mostrarás imágenes de la naturaleza en la matriz LED de Astro Pi. En la siguiente imagen puedes ver un código que mostraría un cocodrilo.

Añade un poco de color

En este paso, configurarás el sensor de luminosidad de color y lo utilizarás para detectar la cantidad de rojo, verde y azul que llega al sensor. Este color se usará para colorear la imagen que has elegido. Un astronauta caminando hacia el sensor con una camisa azul vería una imagen diferente a la de un astronauta con una camisa roja.

Kardia dice ¿Quieres conocer el concurso de siguiente nivel de complejidad relacionado con AstroPi?

Este concurso de ESERO se llama Mission Space Lab. En él, equipos de jóvenes de 19 años o menos crean experimentos científicos que se ejecutan en las computadoras Astro Pi a bordo de la Estación Espacial Internacional. Para posteriormente elaborar un informe. Si quieres conocer más sobre este concurso accede a su página web.

Logo Space Lab

Algunos equipos españoles han resultado ganadores otros años como puedes ver en el siguiente enlace.

4. Envía tu mensaje

Ya hemos visto cómo enviar un mensaje mediante Astro Pi a la ISS. Participando en el concurso Mission Zero de ESERO con Astro Pi. Astro Pi Mission Zero

¿Te atreves a crear tu uno junto a tu compañero?

OPCIÓN A: Presenta el que has aprendido

Debéis programar utilizando Trinket, el código que habéis visto. Comprobando que no tiene fallos y funciona correctamente. Enviando el mensaje a la ISS.

OPCIÓN B: Modifica tu mensaje

Usa el código que aparece previamente y modifica el programa para cambiar:

La imagen a mostrar.
Colores.
Envía un mensaje de texto.

OPCIÓN C: Crea un videojuego

Debéis crear el juego del pong para que los astronautas se entretengan en la ISS con Astro Pi.

Recuerda que si lo necesitas puedes activar los subtítulos del video.

Lumen dice ¿No sabes como hacerlo?

En el siguiente vídeo puedes ver un ejemplo de videojuego en el mismo lenguaje de programación que puede servirte de ayuda.

Recuerda que si lo necesitas puedes activar los subtítulos del video.

5. ¿Cómo son las ondas?

Se define como espectro electromagnético al conjunto de ondas con diferente longitud, frecuencia y radicación que pululan por la atmósfera terrestre y fuera de ella. El espectro comprende desde las ondas de radio a los rayos gamma pasando por la luz visible. . Dentro del espectro electromagnético se encuentra el espectro radioeléctrico, como un subconjunto de este.

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio físico para propagarse (a diferencia del sonido, si no hay aire, no se propaga), esto es muy importante puesto que permite las comunicaciones inalámbricas. La onda electromagnética más conocida es la Luz, pero están presentes en numerosos dispositivos que utilizamos a diario: microondas, wifi, bluetooth, etc.

Longitud de onda

Distancia entre dos crestas consecutivas de una onda, también de una onda electromagnética. La longitud de onda (λ) es inversamente proporcional a la frecuencia y, por lo tanto, a la energía de la onda.

Longitud de onda

Frecuencia

La frecuencia (f) es la medida del número de ciclos o repeticiones de la onda por unidad de tiempo. Por ejemplo, si una onda se repite diez veces por segundo, significa que tiene una frecuencia de diez ciclos por segundo. Esto puede expresarse como una frecuencia de 10 hercios (Hz).

Frecuencia

Kardia dice ¿Has querido recibir alguna vez una señal desde el espacio?

ESERO, pone a disposición de todos una práctica en abierto para decodificación de señales recibidas desde la Estación Espacial Internacional. Si quieres saber más sobre cómo hacerlo, accede al siguiente enlace.

6. ¿Qué has aprendido sobre las ondas electromagnéticas?

Observe las letras, identifique y rellene las palabras que faltan.

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7. Satélites según la distancia a la tierra

Los satélites son un medio para emitir señales de radio, televisión e imágenes desde unas zonas de la Tierra hasta otras y desde el espacio hacia la tierra, ya que se utilizan como enormes antenas suspendidas del cielo. Las frecuencias que manejan son elevadas, en el rango de los gigahercios (GHz). La elevada direccionalidad de las antenas utilizadas permite "alumbrar" zonas concretas de la Tierra.

Según la distancia a la que se encuentren de la tierra, podemos encontrar varios tipos de satélites:

Tipos de satélites según orbita

La órbita LEO u órbita baja

Es una amplia franja que se sitúa entre los 160 y los 2.000 kilómetros de altura. Los objetos situados en esta órbita se mueven a gran velocidad respecto de la superficie terrestre, por lo cubren una órbita completa en pocos minutos o pocas horas. Aquí se sitúan la Estación Espacial Internacional y la mayoría de los satélites meteorológicos de observación y muchos satélites de comunicaciones.

La órbita MEO u órbita circular intermedia

Se halla entre los 2.000 y 36.000 kilómetros de altura. Su periodo orbital tiene un promedio de 12 horas y aquí se sitúan los satélites de observación, defensa y posicionamiento, las redes satelitales de GPS y los satélites Glonass rusos o los Galileo europeos.

La órbita geoestacionaria u órbita GEO

Se sitúa a 35.786 kilómetros de la superficie terrestre. Su periodo orbital es de 24 horas y en ella se ubican todos los satélites que proveen internet, televisión, telefonía y otros datos a diferentes regiones del planeta.

La órbita HEO u órbita alta

Se halla a más de 36.000 kilómetros de altura y tiene un periodo orbital de más de 24 horas.

8. Simulando satélites

Simula las órbitas de cada tipo de satélite de los que has estudiando antes. Teniendo en cuenta:

Prueba con distintas masas de satélites.
La velocidad inicial debes ir cambiándola
La distancia se establece de tal forma que cada 100 kilómetros (km) equivalen a una unidad en el programa.
Prueba hasta que consigas que el satélite permanezca en órbita. Por ejemplo puedes empezar con 20 kilogramos (kg), distancia 2 y velocidad 2 km por hora.
¿Qué sucede si pones mucha velocidad? ¿Y si pones poca?

https://www.geogebra.org/m/p7hvxyyu (Ventana nueva)

Proyecto%20REA%20Andaluc%EDa,https%3A//ggbm.at/45156398,Simulaci%F3n%20de%20%F3rbitas%20de%20sat%E9lites%20%F3%20planetas,1,Autor%EDa

9. El telescopio espacial James Webb

El telescopio espacial James Webb (Webb) es el mayor y más potente jamás lanzado al espacio. Como heredero del telescopio espacial Hubble, está llamado a convertirse en el siguiente gran observatorio de ciencia espacial, pues está diseñado para responder a preguntas pendientes sobre el universo y para hacer descubrimientos revolucionarios en todos los ámbitos de la astronomía.

Webb revelará el universo oculto a nuestros ojos: estrellas envueltas en nubes de polvo, moléculas en las atmósferas de otros mundos, así como la luz de las primeras estrellas y galaxias. Con su conjunto de avanzados instrumentos, romperá las barreras de nuestro conocimiento sobre el sistema solar y sobre la formación y evolución de estrellas, planetas y galaxias.

Webb orbita en el segundo punto de Lagrange L2 a 1,5 millones de Km de la tierra en el sentido contrario al sol. En el siguiente video puedes ver algunas de las imágenes del telescopio James Webb

Parte 1: Descubrimientos

Recuerda que si lo necesitas puedes activar los subtítulos del video.

Parte 2: ¿Cómo empezó todo?

Recuerda que si lo necesitas puedes activar los subtítulos del video.

Kardia dice ¿Quieres saber más sobre James Webb

Si quieres saber más sobre James Webb. Puedes acceder al siguiente archivo de la página web de Esero.

Motus dice Final de la primera parte

Ahora que acabas de conocer y trabajar con nuevos conceptos sobre satélites y telecomuniaciones un buen momento para hacer balance en común con el resto de la clase. En este balance puedes hablar de lo que ha supuesto completar el primer tramo de tu camino, ya eres consciente de todo lo que has tenido que poner de tu parte para conseguirlo

No te diré que era algo fácil y que no requería mucho esfuerzo. Todo lo contrario, estoy seguro de que has tenido que sobreponerte a las dificultades y al desánimo, pero ¿sabes qué? Estoy orgulloso de que, a pesar de todo, hayas llegado hasta aquí. Ese es el gran logro, no te has rendido ni has sido cobarde ante las dificultades y ahora estás preparado para mirar hacia delante.

¡Sigue así! ¡Nunca te rindas!

10. Corrigiendo nuestro podcast

Ahora que has aprendido más sobre el telescopio espacial James Webb. Llegó el momento que corrijas junto a tu compañero el podcast que habéis realizado en el apartado 3.1. Explorando telecomunicaciones.

Logo James Webb

Además de corregir y añadir aspectos que habéis mejorado. Debéis realizar una valoración final de un minuto explicando que habéis modificado y qué cosas nuevas habéis aprendido.

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