Calculadora de órbita terrestre

Calcula el período de una órbita circular, la rapidez orbital, la velocidad de escape local y la fuerza gravitatoria de un satélite terrestre.

Calcular parámetros orbitales del satélite
Introduce la altitud sobre el radio medio terrestre y la masa del satélite para una órbita circular ideal de dos cuerpos.

Acerca de los cálculos de órbitas terrestres

Una órbita terrestre es una caída libre continua en la que una nave se mueve lateralmente tan rápido que la superficie curva de la Tierra se aleja bajo ella. En una órbita circular ideal, la altitud determina el radio, la velocidad y el período. Esta calculadora suma la altitud introducida al radio medio terrestre de 6,371 kilómetros y aplica el parámetro gravitacional estándar de la Tierra, 3.986004418 × 10^14 metros cúbicos por segundo al cuadrado. La velocidad orbital circular es la raíz cuadrada del parámetro gravitacional dividido entre el radio orbital. Una órbita más baja requiere mayor velocidad porque la gravedad aumenta al acercarse a la Tierra. El período sigue la tercera ley de Kepler: dos pi por la raíz cuadrada del radio al cubo dividido entre el parámetro gravitacional. Aumenta rápidamente con la altitud, desde unos noventa minutos en órbita baja hasta casi un día sideral cerca de la altitud geosíncrona. La velocidad de escape local es la rapidez instantánea ideal mínima para alejarse desde el radio actual sin más propulsión, ignorando la atmósfera y otros cuerpos. Equivale a la rapidez circular multiplicada por la raíz cuadrada de dos. Un satélite que ya está en órbita circular necesita un cambio de velocidad para escapar; el valor mostrado es la rapidez local total, no el delta-v requerido del motor. La fuerza gravitatoria depende de la masa del satélite y del radio. La calculadora multiplica la masa por el parámetro gravitacional terrestre y divide entre el radio al cuadrado. La masa no afecta a la velocidad ni al período en esta aproximación de dos cuerpos porque la masa inercial y la gravitatoria se cancelan, pero duplicar la masa duplica la fuerza. La aceleración correspondiente permanece igual. Las misiones reales requieren modelos más detallados. La Tierra es achatada, la atmósfera genera resistencia en órbita baja, la Luna y el Sol perturban las trayectorias y las naves suelen seguir órbitas elípticas. La altitud también varía sobre terrenos irregulares, mientras que aquí se usa un radio esférico medio. Utiliza los resultados para educación, estimaciones preliminares y comprobaciones de coherencia. El diseño de misiones y la navegación operativa necesitan efemérides validadas, modelos de perturbación, sistemas de coordenadas y márgenes de seguridad.

Ejemplos de órbitas terrestres

Altitud y masaResultados aproximadosClase de órbita
400 km; 1,000 kgPeríodo 5,545 s; rapidez 7,673 m/sÓrbita terrestre baja representativa, cerca de la altitud de una estación espacial tripulada.
35,786 km; 500 kgPeríodo 86,142 s; rapidez 3,075 m/sCerca de la altitud geosíncrona, aunque la inclinación y el comportamiento de la longitud requieren más condiciones.
20,200 km; 2,000 kgPeríodo 43,078 s; rapidez 3,873 m/sÓrbita terrestre media representativa de las constelaciones de navegación.

Cómo calcular una órbita terrestre

  1. Introduce la altitud circular sobre la superficie media terrestre en kilómetros.
  2. Introduce la masa del satélite en kilogramos para calcular la fuerza gravitatoria.
  3. Selecciona Calcular órbita para evaluar rapidez, período y velocidad de escape según el radio.
  4. Usa los resultados como estimaciones ideales de dos cuerpos y considera por separado la resistencia y las perturbaciones.

Preguntas sobre órbitas terrestres

¿Por qué la masa del satélite no cambia la velocidad orbital?

La fuerza gravitatoria y la inercia son proporcionales a la masa, por lo que esta se cancela en la ecuación orbital. Aun así, modifica la fuerza que muestra la calculadora.

¿35,786 kilómetros siempre corresponde a una órbita geoestacionaria?

Esa altitud da aproximadamente el período necesario. Una órbita realmente geoestacionaria debe ser también circular, ecuatorial y avanzar hacia el este.

¿La velocidad de escape es el delta-v necesario?

No. Es la rapidez local total de una trayectoria de escape ideal; el delta-v depende de la velocidad actual de la nave y de la maniobra prevista.

¿Incluye la resistencia atmosférica?

No. Supone vacío y una Tierra esférica, por lo que el decaimiento real de las órbitas bajas no aparece en el cálculo.

¿Puedo usarlo para una órbita elíptica?

No directamente. Las órbitas elípticas requieren semieje mayor y radio actual, además de la ecuación vis-viva para obtener la rapidez en un punto.