أيها الأصدقاء، في يوم رواد الفضاء، طار خادمنا الصغير بنجاح إلى طبقة الستراتوسفير! أثناء الرحلة، قام الخادم الموجود على متن منطاد الستراتوسفير بتوزيع الإنترنت، وقام بتصوير ونقل بيانات الفيديو والقياس عن بعد إلى الأرض. ولا يمكننا الانتظار حتى نخبرك كيف سارت الأمور وما هي المفاجآت التي حدثت (حسنًا، ماذا كنا سنفعل بدونها؟).
خلفية صغيرة وروابط مفيدة لمن فاتهم كل شيء:
- تدوينة حول في طبقة الستراتوسفير (التي واجهناها عمليًا أثناء الإطلاق).
- كيف أبلينا"» مشروع - لمحبي الإباحية المهووسين، مع التفاصيل والكود.
- المشروع، حيث كان من الممكن مراقبة حركة المسبار والقياس عن بعد في الوقت الحقيقي.
- أنظمة الاتصالات الفضائية التي استخدمناها في المشروع.
- نص إطلاق الخادم في الستراتوسفير.
نظرًا لأننا أردنا حقًا الإطلاق في يوم رواد الفضاء وحصلنا على إذن رسمي لاستخدام المجال الجوي في ذلك اليوم بالذات، كان علينا التكيف مع الطقس. ولكي لا تهب الرياح بالون الستراتوسفير خارج حدود المنطقة المسموح بها، كان علينا أن نحد من ارتفاع الصعود - بدلا من 30 كم ارتفعنا إلى 22,7. ولكن هذا هو بالفعل الستراتوسفير، وما يقرب من ضعف ارتفاع طائرات الركاب اليوم.
كان الاتصال بالإنترنت مع منطاد الستراتوسفير مستقرًا تمامًا طوال الرحلة. تم استلام رسائلك وعرضها، وقمنا بملء أي توقفات باقتباسات من مفاوضات غاغارين مع الأرض قبل 58 عامًا :)
وفقًا للقياس عن بعد، كانت درجة الحرارة في الخارج -60 درجة مئوية، وداخل الصندوق المحكم وصلت إلى -0 درجة مئوية، لكن كل شيء كان يعمل بثبات.
رسم بياني للتغيرات في درجة الحرارة في الداخل (هنا وعلى مقياس X تظهر عشرات الدقائق):
تم تركيب جهاز إرسال رقمي تجريبي آخر عالي السرعة على متن الطائرة. هذه هي محاولتنا لإنشاء شبكة Wi-Fi عالية السرعة، ولسنا مستعدين للكشف عن تفاصيل تصميمها بعد. باستخدام جهاز الإرسال هذا، أردنا بث الفيديو عبر الإنترنت. وبالفعل، وعلى الرغم من الغيوم، تلقينا إشارة الفيديو من كاميرا GoPro على متن المنطاد الستراتوسفيري على مسافة تصل إلى 30 كم. لكن بعد استلام الفيديو في مركز التحكم الخاص بنا، لم يكن من الممكن نقله إلى الإنترنت عبر الأرض... الآن سنخبرك بالسبب.
سنعرض قريبًا تسجيلات فيديو للرحلة من الكاميرات الموجودة على متن الطائرة، ولكن في الوقت الحالي يمكنك مشاهدة التسجيل عبر الإنترنت من المسبار
كانت المفاجأة الرئيسية تنتظرنا: الأداء السيئ للغاية لمودم 4G في مركز عملائي الخاص بنا، مما جعل من المستحيل نقل الفيديو عبر الإنترنت. على الرغم من أن المسبار نجح في استقبال الرسائل وإرسالها عبر الإنترنت، إلا أنه تم قبولها من قبل الخادم - لقد تلقينا منه تأكيدات الخدمة وشاهدناها معروضة على الشاشة عبر بث الفيديو. كانت لدينا مخاوف بشأن التواصل مع الأقمار الصناعية ونقل الإشارات إلى الأرض، لكن لم يتوقع أحد مثل هذا الكمين الذي تبين أن الإنترنت عبر الهاتف المحمول 4G هو الحلقة الضعيفة.
وليس في بعض المناطق البرية، ولكن ليس بعيدًا عن Pereslavl-Zalessky، في المنطقة، وفقًا لخرائط MTS و MegaFon، مغطاة جيدًا بشبكة 4G. في مركز عملائي (MCC) المحمول الخاص بنا، كان هناك جهاز توجيه Kroks ap-205m1-4gx2h متطور، حيث يتم إدخال بطاقتي SIM، والذي كان من المفترض أن يلخص حركة المرور عليهما حتى نتمكن من بث الفيديو بالكامل على الإنترنت. وقمنا أيضًا بتركيب هوائيات اللوحة الخارجية بكسب قدره 18 ديسيبل. لكن هذه القطعة من الأجهزة عملت بشكل مثير للاشمئزاز. يمكن لخدمة دعم Kroks أن تنصحنا فقط بتحميل أحدث البرامج الثابتة، لكن هذا لم يساعد، وتبين أن سرعة بطاقتي SIM 4G أسوأ بكثير من سرعة بطاقة SIM واحدة في مودم USB عادي. لذا، إذا كان بإمكانك إخباري أي قطعة من الأجهزة هي الأفضل لتنظيم نقل البيانات مع جمع قنوات 4G في المرة القادمة، فاكتب في التعليقات.
وتبين أن حساباتنا للمسار كانت دقيقة تمامًا، ولم تكن هناك مفاجآت. كنا محظوظين، حيث هبط منطاد الستراتوسفير على تربة خثية ناعمة على بعد 10 أمتار من الخزان وعلى بعد 70 كم من موقع الإطلاق. الرسم البياني لمسافة GPS:
وهذه هي الطريقة التي تغيرت بها سرعة الطيران العمودي للبالون الستراتوسفيري:
صحيح أن إحدى الشاشتين لم تنجو من الهبوط (نعم، كان هناك اثنتين منهما، تمامًا مثل كاميرات GoPro؛ فالنسخ طريقة جيدة لزيادة الموثوقية)؛ في الفيديو، يمكنك أن ترى كيف تحولت إلى خطوط وتحولت عن. لكن جميع المعدات الأخرى نجت من الهبوط دون مشاكل.
استنتاجات بشأن التجربة وجودة الاتصال بالإنترنت.
تبدو الطريقة التي يعمل بها الخادم كما يلي: في الصفحة المقصودة، يمكنك إرسال رسائل نصية إلى الخادم من خلال نموذج. وتم نقلها عبر بروتوكول HTTP من خلال نظامي اتصالات ساتليين مستقلين إلى جهاز كمبيوتر معلق تحت البالون الستراتوسفيري، وقام بإرسال هذه البيانات مرة أخرى إلى الأرض، ولكن ليس بنفس الطريقة عبر القمر الصناعي، ولكن عبر قناة راديوية. وهكذا، فهمنا أن الخادم يتلقى البيانات بشكل عام، وأنه يمكنه توزيع الإنترنت من طبقة الستراتوسفير. في نفس صفحة الهبوط، تم عرض جدول رحلات منطاد الستراتوسفير، وتم تحديد نقاط استلام كل رسالة من رسائلك عليه. وهذا يعني أنه يمكنك تتبع مسار "الخادم المرتفع" وارتفاعه في الوقت الفعلي.
في المجمل، أرسل المشاركون لدينا 166 رسالة من الصفحة المقصودة، تم تسليم 125 منها (75%) بنجاح إلى الخادم. كان نطاق التأخير بين الإرسال والاستقبال كبيرًا جدًا، من 0 إلى 59 ثانية (متوسط التأخير 32 ثانية).
لم نجد أي علاقة ملحوظة بين الطول ومستوى الكمون:
ومن هذا الرسم البياني يتضح أن مستوى التأخير لم يعتمد بأي حال من الأحوال على المسافة من موقع الإطلاق، أي أننا بكل صراحة نقلنا رسائلكم عبر الأقمار الصناعية، وليس من الأرض:
الاستنتاج الرئيسي من تجربتنا هو أننا نستطيع استقبال وتوزيع إشارات الإنترنت من بالونات الستراتوسفير، ومثل هذا المخطط له الحق في الوجود.
كما تتذكر، فقد وعدنا بمقارنة اتصالات Iridium وGlobalStar (لم نتلق مودم Messenger في الوقت المحدد). تبين أن استقرار عملهم في خطوط العرض لدينا هو نفسه تقريبًا. الاستقبال مستقر تمامًا فوق السحب. من المؤسف أن ممثلي نظام "Messenger" المحلي قاموا بفحص شيء ما وإعداده هناك، لكنهم لم يتمكنوا أبدًا من تقديم أي شيء للاختبار.
خطط للمستقبل
والآن، نحن نخطط للمشروع التالي، الأكثر تعقيدًا. نحن نعمل حاليًا على أفكار مختلفة، على سبيل المثال، ما إذا كان ينبغي لنا تنظيم اتصال ليزر عالي السرعة بين بالونين في الستراتوسفير من أجل استخدامهما كمكررات. في المستقبل، نريد زيادة عدد نقاط الوصول وضمان سرعة اتصال مستقرة بالإنترنت تصل إلى 1 ميجابت/ثانية داخل دائرة نصف قطرها 100-150 كم، بحيث يتم إطلاق مشاكل في نقل الفيديو عبر الإنترنت إلى الإنترنت في المستقبل لن تنشأ بعد الآن.
المصدر: www.habr.com