Para tener éxito en su misión, Cassini debe manejar sus instrumentos de observación y experimentación sólo bajo las condiciones adecuadas y en el momento preciso.

La realización de lo anterior plantea muchas cuestiones importantes tales como: ¿dónde se hallará la nave espacial con exactitud en un momento determinado y cual será su orientación en el espacio?, ¿cuándo y en qué dirección deberá girar para capturar una panorámica de los diversos objetivos de interés?, ¿cuánto tiempo deberá permanecer abierto el obturador de la cámara para obtener la exposición idónea?, ¿qué otras configuraciones necesitará la cámara?

Trayectoria de Cassini

La determinación de la posición o camino (también llamado trayectoria) de la nave espacial constituye la tarea de un equipo de pilotos del JPL. Los pilotos obtienen la información del intricado proceso de rastreo de la nave espacial. Son ellos quienes determinan dónde estará la nave espacial en un momento dado en relación con los objetos del vasto sistema de Saturno. Al mismo tiempo, para hacer esto, necesitan saber dónde van a estar situados esos objetos. Las ubicaciones pronosticadas de Saturno, sus anillos, sus lunas, etc., son datos conocidos como efemérides.

Usando programas de ordenador muy sofisticados, los pilotos tienen en cuenta en la planificación de los procesos los datos de las efemérides y del rastreo de la nave espacial y, tras muchos y complicados cálculos, proporcionan las predicciones necesarias para planear cómo y dónde será capaz Cassini de realizar las observaciones. También proporcionan información acerca de lo que se le puede ordenar hacer de vez en cuando a la nave espacial para llevar a cabo pequeños ajustes en su trayectoria. Estas pequeñas correcciones, llamadas maniobras de corrección de trayectoria, aseguran que Cassini estará en todo momento exactamente en el lugar preciso.

Los pilotos utilizan lo que se conoce como el “uplink” (enlace o conexión de subida) y el “downlink” (enlace o conexión de bajada) trabajando simultáneamente para resolver estos problemas.

En el proceso “uplink” de Cassini, hay millones de probabilidades que considerar y muchas decisiones que tomar. Por ejemplo, el proceso tiene que determinar qué observaciones científicas tiene que llevar a cabo la Cassini y cuándo. Debe fijar cuándo encender su motor de cohete o propulsores y cómo se debe orientar la nave espacial cuando se los encienda, así como saber la velocidad de datos que utilizar al enviar las mediciones a la Tierra. El proceso “uplink” de Cassini empieza mucho antes de que las secuencias de comandos sean en realidad puestas en el “uplink”.

El proceso comienza con los científicos (también llamados investigadores) asociados a Cassini y la sonda Huygens, que están ubicados en las universidades, observatorios y compañías aeroespaciales por todo el mundo.

El espectro electromagnético

Estar al mando de la nave espacial Cassini se parece algo a estar al mando de un aparato de televisión mediante un control remoto. Los pilotos envían señales de radiofrecuencia “uplink” a la nave espacial, la cual las recibe, decodifica y actúa en consecuencia. Un control remoto típico utiliza una señal infrarroja con sus propias órdenes codificadas de un modo especial. El aparato de televisión las recibe, su circuitería las decodifica y la televisión actúa según ellas.

Las órdenes para la Cassini son enviadas mediante control de computadora, el cual varía la fase del “uplink” y, al igual que un control remoto, envía la información a la nave espacial en forma de pulsaciones.

Pero el envío de las órdenes reales a la Cassini es el último estadio del proceso de “uplink”. Obviamente, el primer paso es decidir con exactitud qué órdenes enviar. La definición más amplia de “uplink” abraza el proceso total de decisión de aquello que los pilotos quieren que haga la nave espacial.

Antena de 70 metros en Goldstone, California

“Uplink” es un término general dado a las señales de radio que se envían “hacia arriba” desde la Tierra a la nave espacial. El “uplink” que se envía normalmente a la Cassini es una emisión de microondas de radio, altamente direccional, en un rango de frecuencia llamado banda X. Es de aproximadamente de 7 a 8 mil millones de Herzios (ciclos por segundo), normalmente en niveles de potencia inferiores a 10 kilovatios. Las finalidades del “uplink” a Cassini son el control de la astronave, el seguimiento y la radiociencia. “Uplink” también se refiere al amplio proceso de planificación, diseño y envío de secuencias de órdenes.

Asimismo, “downlink” es el término general para las señales de radio que se envían “hacia abajo” a la Tierra desde la nave espacial. El “downlink” normal de Cassini está en el rango de frecuencia de la banda X. Este rango de frecuencia es usado para seguimiento, radiociencia y telemetría.

Cassini también puede “bajar” datos en banda S y en banda Ka. La banda S es una frecuencia más baja que la banda X, y la banda Ka es más alta. No obstante, los “downlinks” en la banda S y la banda Ka se utilizan únicamente para radiociencia.