Venner, på Cosmonautics Day fløj vores lille server med succes ind i stratosfæren! Under flyvningen distribuerede serveren om bord på den stratosfæriske ballon internettet, filmede og transmitterede video- og telemetridata til jorden. Og vi kan ikke vente med at fortælle dig, hvordan det hele gik, og hvilke overraskelser der var (jamen, hvad skulle vi gøre uden dem?).
Lidt baggrund og nyttige links til dem, der gik glip af alt:
- Et indlæg om ind i stratosfæren (som vi stødte på i praksis under opsendelsen).
- Hvordan gjorde vi"» projekt - for fans af nørdporno, med detaljer og kode.
- projekt, hvor det var muligt at overvåge sondens bevægelse og telemetri i realtid.
- rumkommunikationssystemer, som vi brugte i projektet.
- Tekst lancering af serveren i stratosfæren.
Da vi virkelig ønskede at lancere på Cosmonautics Day og fik officiel tilladelse til at bruge luftrummet netop den dag, var vi nødt til at tilpasse os vejret. Og for at vinden ikke skulle blæse den stratosfæriske ballon ud over grænserne for den tilladte zone, var vi nødt til at begrænse opstigningshøjden - i stedet for 30 km steg vi til 22,7. Men dette er allerede stratosfæren, og cirka dobbelt så højt som passagerfly flyver i dag.
Internetforbindelsen med den stratosfæriske ballon var ret stabil under hele flyvningen. Dine beskeder blev modtaget og vist, og vi fyldte alle pauser med citater fra Gagarins forhandlinger med Jorden for 58 år siden :)
Ifølge telemetri var det -60 0C udenfor, og inde i den hermetiske boks nåede det -22 0C, men alt fungerede stabilt.
Graf over ændringer i temperaturen indeni (her og længere på X-skalaen vises titusindvis af minutter):
En anden eksperimentel digital højhastighedssender blev installeret om bord. Dette er vores forsøg på at lave højhastigheds-Wi-Fi, og vi er ikke klar til at afsløre detaljerne i dets design endnu. Med denne sender ønskede vi at udsende video online. Og på trods af overskyet modtog vi faktisk videosignalet fra GoPro'en om bord på den stratosfæriske ballon i en afstand på op til 30 km. Men efter at have modtaget videoen i vores kontrolcenter, var det ikke muligt at overføre den til internettet over jorden... Nu fortæller vi dig hvorfor.
Vi vil snart vise videooptagelser af flyvningen fra kameraer ombord, men indtil videre kan du se online-optagelsen fra sonden
Den største overraskelse ventede os: meget dårlig ydeevne af 4G-modemmet i vores MCC, hvilket gjorde det umuligt at overføre video online. Selvom sonden med succes modtog og transmitterede beskeder via internettet, blev de accepteret af serveren - vi modtog servicebekræftelser fra den og så dem vist på skærmen via videoudsendelse. Vi havde bekymringer omkring kommunikation med satellitter og signaltransmission til Jorden, men ingen forventede et sådant baghold, at det var det mobile 4G-internet, der skulle vise sig at være det svage led.
Og ikke i noget vildnis, men ikke langt fra Pereslavl-Zalessky, i et område, der ifølge MTS- og MegaFon-kort er godt dækket af 4G. I vores mobile MCC var der en sofistikeret Kroks ap-205m1-4gx2h router, hvori der er sat to SIM-kort i, og som skulle opsummere trafikken på dem, så vi fuldt ud kunne sende video til internettet. Vi installerede endda eksterne panelantenner med 18 dB gain. Men dette stykke hardware fungerede ulækkert. Kroks supporttjeneste kunne kun råde os til at uploade den nyeste firmware, men det hjalp ikke, og hastigheden på to 4G SIM-kort viste sig at være meget dårligere end hastigheden på et SIM-kort i et almindeligt USB-modem. Så hvis du kan fortælle mig, hvilket stykke hardware der er bedst til at organisere datatransmission med summering af 4G-kanaler næste gang, så skriv i kommentarerne.
Vores baneberegninger viste sig at være ret nøjagtige; der var ingen overraskelser. Vi var heldige, den stratosfæriske ballon landede på blød tørvejord 10 meter fra reservoiret og 70 km fra opsendelsesstedet. GPS afstand graf:
Og sådan ændrede den lodrette flyvehastighed af den stratosfæriske ballon sig:
Sandt nok overlevede den ene af de to skærme ikke landingen (ja, dem var der to, ligesom GoPro-kameraerne; duplikering er en god måde at øge pålideligheden på); i videoen kan du se, hvordan det gik i striber og vendte af. Men alt andet udstyr overlevede landingen uden problemer.
Konklusioner om eksperimentet og kvaliteten af internetkommunikation.
Den måde, serveren fungerede på, så således ud: På landingssiden kunne du sende tekstbeskeder til serveren gennem en formular. De blev transmitteret via HTTP-protokollen gennem 2 uafhængige satellitkommunikationssystemer til en computer suspenderet under stratosfærisk ballon, og den transmitterede disse data tilbage til Jorden, men ikke på samme måde via en satellit, men via en radiokanal. Således forstod vi, at serveren generelt modtager data, og at den kan distribuere internettet fra stratosfæren. På den samme landingsside blev flyveplanen for den stratosfæriske ballon vist, og modtagelsesstederne for hver af dine beskeder blev markeret på den. Det vil sige, at du kunne spore ruten og højden på den "skyhøje server" i realtid.
I alt sendte vores deltagere 166 beskeder fra landingssiden, hvoraf 125 (75%) blev leveret til serveren. Udvalget af forsinkelser mellem afsendelse og modtagelse var meget stort, fra 0 til 59 sekunder (gennemsnitlig forsinkelse på 32 sekunder).
Vi fandt ikke nogen mærkbar sammenhæng mellem højde og latensniveau:
Fra denne graf er det klart, at forsinkelsesniveauet ikke på nogen måde afhang af afstanden fra opsendelsesstedet, det vil sige, at vi ærligt transmitterede dine beskeder via satellitter og ikke fra jorden:
Hovedkonklusionen fra vores eksperiment er, at vi kan modtage og distribuere internetsignaler fra stratosfæriske balloner, og en sådan ordning har ret til at eksistere.
Som du husker, lovede vi at sammenligne kommunikationen fra Iridium og GlobalStar (vi modtog aldrig Messenger-modemet til tiden). Stabiliteten af deres arbejde på vores breddegrader viste sig at være næsten den samme. Over skyerne er modtagelsen ret stabil. Det er en skam, at repræsentanter for det indenlandske "Messenger"-system kontrollerede og forberedte noget der, men aldrig var i stand til at levere noget til test.
Planer for fremtiden
Nu planlægger vi det næste projekt, endnu mere komplekst. Vi arbejder i øjeblikket på forskellige ideer, for eksempel om vi skal organisere højhastigheds laserkommunikation mellem to stratosfæriske balloner for at bruge dem som repeatere. I fremtiden ønsker vi at øge antallet af adgangspunkter og sikre en stabil internetforbindelseshastighed på op til 1 Mbit/sek inden for en radius på 100-150 km, så der i næste lancering problemer med at overføre online video til internettet ikke længere vil opstå.
Kilde: www.habr.com