Prijatelji, na Dan kosmonautike naš mali server je uspešno odleteo u stratosferu! Tokom leta, server na stratosferskom balonu distribuirao je internet, snimao i prenosio video i telemetrijske podatke na zemlju. I jedva čekamo da vam ispričamo kako je sve prošlo i kakva su iznenađenja bila (pa, šta bismo mi bez njih?).
Malo pozadine i korisnih linkova, za one koji su sve propustili:
- Post o u stratosferu (sa čime smo se u praksi susreli prilikom lansiranja).
- kako smo prošli"» projekat - za ljubitelje geek pornografije, sa detaljima i kodom.
- projekta, gdje je bilo moguće pratiti kretanje sonde i telemetriju u realnom vremenu.
- svemirskih komunikacionih sistema koje smo koristili u projektu.
- Tekst lansiranje servera u stratosferu.
Kako smo baš željeli da lansiramo na Dan kosmonautike i baš tog dana dobili zvaničnu dozvolu za korištenje vazdušnog prostora, morali smo se prilagoditi vremenskim prilikama. A kako vjetar ne bi oduvao stratosferski balon izvan granica dozvoljene zone, morali smo ograničiti visinu uspona - umjesto 30 km podigli smo se na 22,7. Ali ovo je već stratosfera, i otprilike duplo više nego što danas lete putnički avioni.
Internet veza sa stratosferskim balonom bila je prilično stabilna tokom cijelog leta. Vaše poruke su primljene i prikazane, a sve pauze smo popunili citatima iz Gagarinovih pregovora sa Zemljom prije 58 godina :)
Prema telemetriji, napolju je bilo -60 0C, a unutar hermetičke kutije je dostizalo -22 0C, ali je sve radilo stabilno.
Grafikon promjena temperature u unutrašnjosti (ovdje i dalje na X skali, prikazane su desetine minuta):
Na brodu je instaliran još jedan eksperimentalni digitalni predajnik velike brzine. Ovo je naš pokušaj da napravimo brzi Wi-Fi, a detalje njegovog dizajna još nismo spremni otkriti. Ovim odašiljačem željeli smo emitovati video online. I zaista, uprkos oblačnosti, primili smo video signal sa GoPro-a na stratosferskom balonu na udaljenosti do 30 km. Ali pošto smo video snimak primili u naš kontrolni centar, nije ga bilo moguće prenijeti na internet preko zemlje... Sada ćemo vam reći zašto.
Uskoro ćemo prikazati video snimke leta sa kamera na brodu, ali za sada možete pogledati online snimak sa sonde
Očekivalo nas je glavno iznenađenje: veoma loše performanse 4G modema u našem MCC-u, što je onemogućavalo prijenos videa online. Iako je sonda uspješno primila i prenijela poruke putem interneta, server ih je prihvatio - od nje smo dobili servisne potvrde i vidjeli ih prikazane na ekranu putem video prenosa. Bili smo zabrinuti oko komunikacije sa satelitima i prijenosa signala na Zemlju, ali niko nije očekivao toliku zasjedu da će se mobilni 4G internet pokazati kao slaba karika.
I to ne u nekoj divljini, već nedaleko od Pereslavlja-Zaleskog, na području koje je, prema kartama MTS-a i MegaFona, dobro pokriveno 4G. U našem mobilnom MCC-u nalazio se sofisticirani Kroks ap-205m1-4gx2h ruter, u koji su ubačene dvije SIM kartice, a koji je trebao sumirati promet na njima kako bismo mogli u potpunosti emitovati video na Internet. Čak smo instalirali i eksterne panel antene sa pojačanjem od 18 dB. Ali ovaj komad hardvera je radio odvratno. Kroksova služba za podršku mogla nam je samo savjetovati da učitamo najnoviji firmver, ali to nije pomoglo, a brzina dvije 4G SIM kartice se pokazala mnogo lošijom od brzine jedne SIM kartice u običnom USB modemu. Dakle, ako mi možete reći koji je komad hardvera bolji za organiziranje prijenosa podataka sa sumiranjem 4G kanala sljedeći put, napišite u komentarima.
Naši proračuni putanje su se pokazali prilično preciznima, nije bilo iznenađenja. Imali smo sreće, stratosferski balon je sletio na meko tresetno tlo 10 metara od rezervoara i 70 km od mjesta lansiranja. GPS grafikon udaljenosti:
A ovako se promijenila vertikalna brzina leta stratosferskog balona:
Istina, jedan od dva displeja nije preživio sletanje (da, bilo ih je dva, baš kao i GoPro kamere; dupliranje je dobar način za povećanje pouzdanosti); u videu možete vidjeti kako je išao u prugama i okretao se isključeno. Ali sva ostala oprema preživjela je slijetanje bez problema.
Zaključci o eksperimentu i kvaliteti internet komunikacije.
Način na koji je server radio izgledao je ovako: na odredišnoj stranici možete slati tekstualne poruke serveru putem obrasca. Oni su prenošeni HTTP protokolom preko 2 nezavisna satelitska komunikaciona sistema do kompjutera okačenog ispod stratosferskog balona, koji je te podatke prenosio nazad na Zemlju, ali ne na isti način preko satelita, već preko radio kanala. Tako smo shvatili da server uglavnom prima podatke i da može distribuirati internet iz stratosfere. Na istoj odredišnoj stranici je prikazan raspored letenja stratosferskog balona, a na njemu su označene tačke prijema svake vaše poruke. Odnosno, mogli biste pratiti rutu i nadmorsku visinu "servera do neba" u realnom vremenu.
Ukupno su naši učesnici poslali 166 poruka sa odredišne stranice, od kojih je 125 (75%) uspešno isporučeno na server. Raspon kašnjenja između slanja i prijema je bio vrlo velik, od 0 do 59 sekundi (prosječno kašnjenje 32 sekunde).
Nismo pronašli nikakvu primjetnu korelaciju između visine i nivoa kašnjenja:
Iz ovog grafikona je jasno da nivo kašnjenja ni na koji način nije ovisio o udaljenosti od mjesta lansiranja, odnosno da smo vaše poruke iskreno prenijeli preko satelita, a ne sa zemlje:
Glavni zaključak iz našeg eksperimenta je da možemo primati i distribuirati internet signale iz stratosferskih balona i takva shema ima pravo na postojanje.
Kao što se sjećate, obećali smo da ćemo uporediti komunikaciju Iridium-a i GlobalStara (nikada nismo dobili Messenger modem na vrijeme). Pokazalo se da je stabilnost njihovog rada u našim geografskim širinama gotovo ista. Iznad oblaka prijem je prilično stabilan. Šteta što su predstavnici domaćeg sistema "Messenger" nešto tamo provjerili i pripremili, ali nikada ništa nisu mogli dati za testiranje.
Planovi za budućnost
Sada planiramo sljedeći projekat, još složeniji. Trenutno radimo na raznim idejama, na primjer, treba li organizirati lasersku komunikaciju velike brzine između dva stratosferska balona kako bismo ih koristili kao repetitore. U budućnosti želimo da povećamo broj pristupnih tačaka i obezbedimo stabilnu brzinu internet konekcije do 1 Mbit/sec u radijusu od 100-150 km, kako bi u narednom periodu pokrenuli probleme sa prenosom onlajn videa na Internet više neće nastati.
izvor: www.habr.com