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Estimador de combustible para enlace por satélite

Este estimador aproxima la masa de propelente asociada al mantenimiento orbital que puede ser necesario para conservar una geometría de enlace durante la vida de una misión. Convierte un presupuesto anual de delta-v en un requisito acumulado y aplica la ecuación ideal del cohete con una reserva de propelente.

Es útil cuando la continuidad del enlace depende de maniobras de mantenimiento, corrección o disposición planificadas. El nombre del cálculo se refiere a la función de enlace, pero el combustible no lo consume la radio: lo consume la propulsión necesaria para mantener la órbita o geometría que hace posible el servicio.

Mantenimiento orbital

kg
m/s/año
años
s
%
Resultado
—
propelente con reserva
Delta-v acumulado—
Propelente ideal—
Masa inicial estimada—

1. Introduce la masa final
Usa la masa del satélite al final de las maniobras consideradas.

2. Estima el delta-v anual
Añade el presupuesto medio dedicado a mantener la órbita o geometría de servicio.

3. Define la vida de misión
Multiplica ese presupuesto por los años previstos para obtener un delta-v acumulado simplificado.

4. Indica Isp y reserva
Introduce el rendimiento propulsivo y una reserva adicional de propelente.

5. Revisa la carga
Compara la masa de propelente con el presupuesto total de masa del satélite.

Δv_total = Δv_anual × años
m_prop,ideal = m_f × [exp(Δv_total/(g₀·Isp)) − 1]
m_prop,carga = m_prop,ideal × (1 + reserva/100)

Se usa g₀ = 9,80665 m/s². El modelo supone un Isp constante y agrupa todas las maniobras en un delta-v equivalente.

Qué significa el resultado

El resultado principal es una estimación de la masa de propelente que habría que reservar para el delta-v de mantenimiento introducido.

La necesidad real de estación depende de la órbita, perturbaciones, estrategia de control y fin de vida. Para precisión, calcula las maniobras de forma secuencial con masas actualizadas.

Datos: masa final 420 kg, 18 m/s/año durante 7 años, Isp = 220 s y reserva del 10 %.

Cálculo: Δv total = 126 m/s. Relación de masas ≈ exp(126/(9,80665×220)) = 1,0601. Propelente ideal ≈ 25,26 kg; con reserva ≈ 27,79 kg.

Resultado: la misión debería presupuestar aproximadamente 27,8 kg de propelente bajo estas hipótesis.

¿Por qué un enlace por satélite necesita combustible?

El transmisor no consume propelente. El combustible puede ser necesario para mantener la órbita, orientación o geometría desde la que se presta el enlace.

¿El delta-v anual es constante en todas las órbitas?

No. Depende de perturbaciones, requisitos de posición, estrategia de control y condiciones de la misión.

¿Puedo incluir la maniobra de fin de vida?

Sí, añadiendo su delta-v al presupuesto total equivalente. Si es grande, puede ser mejor calcularla como una fase separada.

¿Qué masa final debo usar?

La masa que permanece después de consumir el propelente correspondiente a las maniobras modeladas.

¿Es correcto multiplicar delta-v anual por años?

Es una aproximación de planificación. En un presupuesto detallado se programan maniobras individuales y se actualiza la masa después de cada una.