thumb|Satélite Soyuz TMA-16 acercándose a la EEI.thumb|upright=1.35|Flota de satélites de la NASA para la observación de la Tierra desde junio de 2012
En el contexto de los vuelos espaciales, un satélite artificial o, solamente, satélite, es un objeto que ha sido puesto en la órbita de algún cuerpo celeste intencionadamente. Estos objetos se llaman satélites «artificiales» para distinguirlos de los satélites «naturales» —como la Luna— y generalmente recogen información para luego transmitirla.
El 4 de octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial, el Sputnik 1. Desde entonces, alrededor de unos 8.900 satélites han sido lanzados por más de 40 países. Según una estimación hecha en 2018, unos 5000 permanecen en órbita. De ellos, unos 1900 estaban operativos, mientras que el resto ha cumplido con su vida útil y se ha convertido en basura espacial.
Los satélites artificiales se utilizan para muchos propósitos. Entre las modalidades más frecuentes se incluyen a los satélites de observación terrestre tanto civiles como militares, satélites de comunicaciones, satélites de navegación, satélites meteorológicos, observatorio espaciales. Las estaciones espaciales y las naves espaciales en órbita también son satélites.
Se diferencian de las sondas espaciales en que estas se envían al espacio profundo, no tienen retorno y no orbitan, en principio, ningún astro, sin embargo, más de una docena de sondas han sido situadas en órbita alrededor de otros cuerpos celestes y han pasado a ser satélites artificiales de la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, un cometa, el Sol y unos cuantos asteroides. Por lo cual, se puede inferir que todos los satélites artificiales son sondas espaciales mas no todas las sondas espaciales son satélites artificiales.
Las órbitas de los satélites varían considerablemente en función de la finalidad del satélite. Las más usadas son la órbita baja donde se ubica el 63 % de los satélites operativos y la órbita geoestacionaria donde está el 29 %.
miniaturadeimagen|Satélites artificiales alrededor de la Tierra desde el año 2000 hasta el 2020
Los satélites pueden funcionar independientemente o como parte de un sistema más grande, ya sea mediante una formación de satélites o a través de una constelación de satélites.
Una lanzadera espacial es un cohete que coloca un satélite en órbita y, por lo general, despegan desde una plataforma de lanzamiento en tierra. Algunos se lanzan desde un submarino o una plataforma marítima móvil, aunque también se puede hacer a bordo de un avión.
Los satélites suelen ser sistemas semiindependientes controlados por ordenador. Los subsistemas satelitales están a cargo de muchas tareas, como la generación de energía, el control térmico, la telemetría, el control de altitud, la instrumentación científica, la comunicación, etc.
Antecedentes históricos miniaturadeimagen|El 10 de julio de 1962 se pone en órbita Telstar, el primer satélite de telecomunicaciones. La primera obra de ficción conocida que describe cómo un satélite artificial es lanzado a una órbita alrededor de la Tierra, aparece en un cuento de Edward Everett Hale, The Brick Moon (La luna de ladrillo), que fue publicado por entregas en Atlantic Monthly en 1869.
La idea reaparece en Los quinientos millones de la Begún (1879) de Julio Verne. En este libro, sin embargo, se trata de un resultado no intencionado del villano, al construir una pieza de artillería gigante para destruir a sus enemigos. Este le imprime al proyectil una velocidad superior a la pretendida, lo que lo deja en órbita como un satélite artificial.
En 1903, el ruso Konstantín Tsiolkovski publicó La exploración del espacio cósmico por medio de los motores de reacción, que es el primer tratado académico sobre el uso de cohetes para lanzar naves espaciales. Tsiolkovski calculó que la velocidad orbital requerida para una órbita mínima alrededor de la Tierra es, aproximadamente, 8km/s y que se necesitaría un cohete de múltiples etapas que utilizase oxígeno líquido e hidrógeno líquido como combustible. Durante su vida, publicó más de 500 obras relacionadas con el viaje espacial, propulsores de múltiples etapas, estaciones espaciales, escotillas para salir de una nave en el espacio y un sistema biológico cerrado para proporcionar comida y oxígeno a las colonias espaciales. También profundizó en las teorías sobre máquinas voladoras más pesadas que el aire, trabajando de forma independiente en mucho de los cálculos que realizaban los hermanos Wright en ese momento.
En 1928, Herman Potočnik publicó su único libro, Das Problem der Befahrung des Weltraums - der Raketen-motor (El problema del viaje espacial - el motor-cohete), un plan para progresar hacia el espacio y mantener presencia humana permanente. Potočnik diseñó una estación espacial y calculó su órbita geoestacionaria. También describió el uso de naves orbitales para observaciones pacíficas y militares y como se podrían utilizar las condiciones del espacio para realizar experimentos científicos. El libro describía satélites geoestacionarios, y analizaba la comunicación entre ellos y la tierra utilizando la radio, pero no trataba la idea de utilizarlos para comunicación en masa y como estaciones de telecomunicaciones.Libro completo publicado por la NASA:
En 1945, el escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke concibió la posibilidad de utilizar una serie de satélites de comunicaciones en su artículo en Wireless World, «Extra terrestrial relays». Clarke examinó la logística de un lanzamiento de satélite, las posibles órbitas y otros aspectos para la creación de una red de satélites, señalando los beneficios de la comunicación global de alta velocidad. También sugirió que tres satélites geoestacionarios proporcionarían la cobertura completa del planeta, pudiendo ser reemplazados cuando agotaran su vida útil.
Historia de los satélites artificiales thumb|250px|Satélite ERS-2.
Los satélites artificiales nacieron durante la guerra fría entre Estados Unidos y la Unión Soviética, que pretendían ambos conquistar el espacio. En mayo de 1946, el Proyecto RAND presentó el informe Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship (Diseño preliminar de una nave espacial experimental en órbita), en el cual se decía que «Un vehículo satélite con instrumentación apropiada puede ser una de las herramientas científicas más poderosas del . La realización de una nave satélite produciría una repercusión comparable con la explosión de la bomba atómica...».
La era espacial comenzó en 1946, cuando los científicos comenzaron a utilizar los cohetes capturados V-2 alemanes para realizar mediciones de la atmósfera. Antes de ese momento, los científicos utilizaban globos que llegaban a los 30 km de altitud y ondas de radio para estudiar la ionosfera. Desde 1946 a 1952 se utilizó los cohetes V-2 y Aerobee para la investigación de la parte superior de la atmósfera, lo que permitía realizar mediciones de la presión, densidad y temperatura hasta una altitud de 200 km.
Estados Unidos había considerado lanzar satélites orbitales desde 1945 bajo la Oficina de Aeronáutica de la Armada. El Proyecto RAND de la Fuerza Aérea presentó su informe pero no se creía que el satélite fuese una potencial arma militar, sino más bien una herramienta científica, política y de propaganda. En 1954, el Secretario de Defensa afirmó: «No conozco ningún programa estadounidense de satélites».
Tras la presión de la Sociedad Americana del Cohete (ARS), la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) y el Año Geofísico Internacional, el interés militar aumentó y a comienzos de 1955 la Fuerza Aérea y la Armada estaban trabajando en el Proyecto Orbiter, que evolucionaría para utilizar un cohete Jupiter-C en el lanzamiento de un satélite denominado Explorer 1 el 31 de enero de 1958.
El 29 de julio de 1955, la Casa Blanca anunció que los Estados Unidos intentarían lanzar satélites a partir de la primavera de 1958. Esto se convirtió en el Proyecto Vanguard. El 31 de julio, los soviéticos anunciaron que tenían intención de lanzar un satélite en el otoño de 1957.
El hito soviético que cambió el mundo Artículo principal, Sputnik 1 thumb|234x234px|Satélite soviético Sputnik 1. thumb|Señal radial del Sputnik.
La Unión Soviética, desde el Cosmódromo de Baikonur, lanzó el primer satélite artificial de la humanidad, el 4 de octubre de 1957; marcando con ello el comienzo de la carrera espacial, logrando que la Unión Soviética, se adelantara a Estados Unidos en dicha carrera. Este programa fue llamado Sputnik, el cual al momento de colocarse exitosamente en órbita, emitió unas señales radiales en forma de pitidos, demostrando el éxito alcanzado por los científicos soviéticos.
Este programa fue seguido por otros logros soviéticos, como los programas Sputnik 2 y 3. Cabe señalar que en el Sputnik 2, la URSS logró colocar en órbita el primer animal en la historia, la perra llamada Laika. Con el Sputnik, la Unión Soviética, provocó una inseguridad en los Estados Unidos, debido al temor de que los soviéticos tengan misiles de largo alcance, dado que tenían la capacidad de lanzamientos orbitales.
En 1960 EE. UU. lanzó el primer satélite de comunicaciones: el Echo I era un satélite pasivo que no estaba equipado con un sistema bidireccional sino que funcionaba como un reflector. En 1962 EE. UU. lanzó el primer satélite de comunicaciones activos, el Telstar I, creando el primer enlace televisivo internacional.
La SSN (Red de Vigilancia Espacial) ha estado rastreando los objetos espaciales desde 1957, tras el lanzamiento del Sputnik I. Desde entonces, la SSN ha registrado más de 26 000 objetos orbitando sobre la Tierra y mantiene su rastreo sobre unos 8000 objetos de fabricación humana. El resto entran de nuevo en la atmósfera donde se desintegran o si resisten, impactan con la Tierra. Los objetos pueden pesar desde varias toneladas, como etapas de cohetes, hasta sólo unos kilogramos. Aproximadamente el 7 % de los objetos espaciales (unos 560 satélites) están en funcionamiento, mientras que el resto son chatarra espacial.
Se hace mención que una réplica idéntica, desarrollada en la República Socialista Federativa Soviética de Rusia, del famoso Sputnik se encuentra en el vestíbulo principal del edificio de las Naciones Unidas, en la ciudad de Nueva York, como símbolo del desarrollo tecnológico alcanzado por el hombre.
Tipos de satélites artificiales Se pueden clasificar los satélites artificiales en dos grandes categorías: de observación y de comunicaciones.
Entre los satélites de observación se incluyen todos aquellos que recopilan datos y los envían a la tierra para su uso. Una gran cantidad de satélites en esta categoría toman fotografías de la propia tierra (o el cuerpo al cual orbitan), usando diferentes longitudes de onda. Pero también incluyen muy diversos campos de observación, como fotografía u observación astronómica, detectores del ambiente espacial (rayos cósmicos, viento solar, magnetismo), y otros campos.
Entre los satélites de comunicación se incluyen los usados para retransmisión de señales de un punto a otro de la tierra, facilitando las comunicaciones y la difusión. Este es el uso más comercial de los satélites e incluye cobertura a radio, televisión, internet, telefonía y otros usos.
Sin embargo, también es usual clasificar los satélites por su finalidad específica, y también por el tipo de órbita que describen:
Por finalidad Satélites de comunicaciones, son los empleados para realizar telecomunicación (radio, televisión, telefonía). Satélites meteorológicos, son utilizados para la observación del medio ambiente, meteorología, cartografía sin fines militares, utilizados principalmente para registrar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra Satélites de navegación, que utilizan señales para conocer la posición exacta del receptor en la tierra, como los sistemas GPS, GLONASS y Galileo.