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Photo: U.S. Air Force, Wikimedia Commons, Public domain.¿Crees que sabes cómo tu teléfono mapea el mundo? Haz un viaje a la órbita y pon a prueba tus conocimientos sobre los satélites, la historia y la ciencia detrás del Sistema de Posicionamiento Global.
Curioso de órbita 0–4 · Buscador de señales 5–8 · Navegador maestro 9–10
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Un mito común es que los receptores GPS hablan con los satélites. En realidad, el GPS es un sistema completamente pasivo: los satélites transmiten constantemente datos de hora y órbita, y tu teléfono simplemente escucha. Tu teléfono calcula tu posición localmente sin enviar ningún dato de vuelta al espacio. Por eso el GPS funciona incluso cuando no tienes absolutamente nada de cobertura móvil.
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Galileo es el sistema global de navegación por satélite de última generación de Europa, que entró en funcionamiento en 2016. A diferencia del GPS, gestionado por el ejército estadounidense, Galileo está diseñado principalmente para uso civil y comercial, ofreciendo una precisión extrema de nivel centimétrico para usuarios avanzados.
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Los satélites GPS operan en una órbita terrestre media a una altitud de aproximadamente 20.200 kilómetros. Esta órbita es ideal porque mantiene a los satélites lo suficientemente altos como para cubrir grandes áreas del planeta y, al mismo tiempo, les permite completar una órbita completa cada 12 horas. Los satélites geoestacionarios, en cambio, se sitúan mucho más alto y permanecen fijos sobre un solo punto en el ecuador.
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La gravedad es más débil en las alturas, lo que hace que los relojes de los satélites avancen unos 45 microsegundos al día. Aunque su gran velocidad los atrasa 7 microsegundos debido a la relatividad especial, el efecto neto es que se adelantan 38 microsegundos diarios. Los ingenieros deben programar una corrección constante en los relojes de los satélites antes del lanzamiento para evitar que las coordenadas GPS se desvíen. Foto: NASA, Wikimedia Commons, Public domain.
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En septiembre de 1983, un caza soviético derribó el vuelo 007 de Korean Air Lines después de que el avión comercial se desvíe accidentalmente hacia el espacio aéreo soviético restringido debido a un error de navegación. En respuesta a la tragedia, el presidente Reagan anunció que la tecnología GPS del ejército estadounidense se pondría a disposición gratuita de la aviación civil para evitar este tipo de errores.
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El Departamento de Defensa de EE. UU. inició oficialmente el programa bajo el nombre de NAVSTAR GPS, que significa Navigation System with Timing and Ranging. Transit era en realidad un sistema de navegación por satélite anterior y separado, utilizado por la Marina de EE. UU. a partir de la década de 1960. El primer satélite experimental Navstar se lanzó a órbita en 1978. Foto: U.S. Air Force, Wikimedia Commons, Dominio público.
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El primer satélite GPS experimental Block I se lanzó en febrero de 1978. Pasaron otros quince años y decenas de lanzamientos antes de que el sistema alcanzara su plena capacidad operativa en 1995. Hoy en día, el sistema se actualiza continuamente con nuevas generaciones de satélites para mantener la precisión. Foto: Paulsava, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
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Gladys West programó las computadoras que calcularon la forma precisa de la Tierra, conocida como geoide. Sin este modelo matemático tan detallado, los cálculos del GPS no serían lo suficientemente precisos para localizar lugares en la superficie terrestre. En 2018, ingresó en el Salón de la Fama de Pioneros del Espacio y Misiles de la Fuerza Aérea de EE. UU. Foto: Adrian Cadiz, Wikimedia Commons, Public domain.
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Las señales GPS se transmiten en el rango de las microondas, específicamente en frecuencias conocidas como la banda L. Las microondas son perfectas para este trabajo porque pueden penetrar fácilmente nubes, lluvia y carcasas de plástico, aunque tienen dificultades con el follaje denso y las paredes de hormigón. Las frecuencias de onda corta se utilizan en su lugar para transmisiones de radio internacionales de larga distancia.
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El Magellan NAV 1000 hizo historia al salir al mercado en 1989, pesaba alrededor de 1,5 libras y costaba unos 3.000 dólares. Estaba diseñado principalmente para navegantes y solo podía funcionar durante unas pocas horas con pilas AA. Los primeros modelos de Garmin, como el GPS 50, llegaron poco después, dando inicio al competitivo mercado de la navegación de consumo.
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