Las operaciones de misión que se pueden llevar a cabo en el centro de control de CHEOPS se categorizan en operaciones nominales, de mantenimiento y de contingencia. Se denominan operaciones nominales a aquellas que se ejecutan para realizar la operación rutinaria de la misión, las de mantenimiento son las que se ejecutan para comprobar y mantener el estado de los subsistemas y las operaciones de contingencia son las que se ejecutan en caso de una anomalía.

Con independencia de la categoría, todas los tipos de operaciones se han diseñado, validado y entrenado con datos de prueba antes del lanzamiento del satélite y una vez en operación las nominales y de mantenimiento se ejecutan de forma continua. Sin embargo, las operaciones de contingencia, además de ser las más delicadas, no son (afortunadamente) habituales. Como durante las operaciones reales los operadores no suelen ejecutar los procedimientos de contingencia, se necesita un entrenamiento periódico para poder actuar de forma eficaz cuando ocurran. Una de esas operaciones es el comandado “a ciegas” (blind commanding).

Mientras que el receptor del satélite está siempre encendido (de manera que el satélite siempre está dispuesto a recibir telecomandos), el transmisor del satélite solo se enciende bien cuando se le pide desde el centro de control o cuando el propio satélite detecta un fallo a bordo y pasa a modo seguro de forma autónoma. Es por ello que el centro de control tiene que calcular cuándo el satélite va a ser visible desde alguna de las antenas de tierra y tiene que subir una serie de telecomandos para que antes de cada uno de estos pases el transmisor se configure y se encienda De esta manera, en cuanto la estación terrena ve al satélite, ésta comienza a recibir su señal, lo que permite que se comience a recibir telemetría y poder evaluar el estado del satélite lo antes posible. También es usado en la estación de tierra para mejorar el apuntamiento. De manera equivalente, también hay que subir los tele comandos para apagar el transmisor cuando el satélite deja de verse desde la estación terrena.

Así funcionaría la operación nominal pero, en ocasiones puede necesitarse un pase de emergencia que no estaba planeado y por lo tanto, los telecomandos de encendido no estarían previamente almacenados en el satélite. También puede ocurrir que el telecomando de encendido del transmisor no sea ejecutado a bordo. En estos casos hay que realizar un pase “a ciegas”, es decir, comandar al satélite sin tener previa recepción de su señal. Para ello, se requiere de un procedimiento de operación de contingencia en la estación terrena y en el centro de control de la misión específico. Os lo contamos a continuación.

Cuando se decide que hace falta un pase extra, desde el centro de control de misión se tienen que calcular los tiempos de inicio y fin del pase, teniendo en cuenta la órbita calculada del satélite y la estación con la que se va a seguir al satélite. También hay que mandarle a la estación terrena los datos de apuntamiento si no los tenía ya.

Unos minutos antes del inicio del pase, los operadores del centro de control se ponen en contacto con los operadores de la estación terrena con la que se va a realizar el pase y se confirman los tiempos, la antena y los pasos a realizar.

Cuando comienza el pase no se recibe señal del satélite y la estación terrena usará el apuntamiento previsto. En condiciones normales, los errores del apuntamiento son lo suficientemente pequeños para que se pueda realizar la comunicación, pero si no, puede ser necesario realizar una búsqueda trazando una espiral alrededor de la posición prevista. Cuando el satélite alcance los cinco grados de elevación sobre la estación, ésta puede empezar a transmitir. Entonces los operadores de la estación realizarán el barrido de frecuencias para que el satélite se enganche a la frecuencia de la estación.

El receptor de a bordo espera la señal con una frecuencia nominal, que es con la que la antena de tierra va a transmitir. Pero al existir un movimiento relativo la señal transmitida a la frecuencia nominal se recibe abordo desplazada (efecto doppler). Al principio del pase, cuando el satélite se está acercando, la frecuencia que nota el satélite es más alta que la frecuencia con la que transmite la antena de tierra por culpa del movimiento relativo y si ese desplazamiento de frecuencia es más grande que el margen que tiene el receptor, la señal no se detecta. Para evitar los problemas, la antena transmite inicialmente con la frecuencia nominal, pero va bajando la frecuencia de transmisión hasta una frecuencia que corregiría la máxima velocidad relativa esperable. Cuando la frecuencia a la que emite la estación de tierra es justo la que cancela el doppler y hace que en el satélite se reciba la frecuencia nominal, el receptor de a bordo se engancha a la señal y desde ese momento la sigue, aunque cambie de frecuencia, mientras no llegue otra señal de la misma frecuencia y más potencia. Después de llegar al máximo, la antena de tierra va subiendo la frecuencia de transmisión hasta volver a transmitir a la frecuencia nominal.

El equipo de operaciones de CHEOPS de INTA ejecutando un pase en blind

En un pase blind, todo ese proceso se realiza a ciegas. No hay ninguna confirmación de que el proceso ha funcionado. En un pase con el transmisor encendido, tanto la antena como el centro de control leen en la telemetría si el receptor del satélite se ha enganchado correctamente. Aquí no hay nada de eso.

Cuando la antena ha acabado el barrido, los operadores avisan al centro de control de que pueden empezar a comandar. El receptor de a bordo debería estar enganchado a la emisión desde tierra y debería ser capaz de decodificar los telecomandos.

Desde el centro de control de misión se enviará un telecomando de encendido del transmisor del satélite. Si todo ha funcionado, tras unos segundos se recibirá telemetría. En caso contrario significa que el telecomando no ha llegado al satélite. Puede haber sido por varias razones: el apuntamiento puede estar mal, el receptor puede no haberse enganchado a la señal de la antena por alguna interferencia, puede haber un fallo en el transmisor… Pero no hay manera de saberlo. Así que se pueden probar varias opciones como la realización de un nuevo barrido de frecuencias, el apagado y encendido del transmisor, o el uso del transmisor redundante.

Si alguna de estas opciones funciona, lo siguiente es enviar un telecomando de apagado del transmisor, que se ejecutará en tiempo diferido cuando se pierda la visibilidad del satélite desde la estación terrena. Este telecomando se envía al principio para asegurar que no se queda el transmisor encendido si por alguna razón no se pueden seguir enviando telecomandos.

Y además, en este punto, es cuando se puede comenzar a realizar la operación que requería el pase de emergencia.

María Fuentes, Naiara Fernández de Bobadilla, David Modrego, Anthony Maldonado