Amigos, en el Día de la Cosmonáutica, ¡nuestro pequeño servidor voló con éxito a la estratosfera! Durante el vuelo, el servidor a bordo del globo estratosférico distribuyó Internet, filmó y transmitió videos y datos de telemetría a tierra. Y estamos deseando contaros cómo fue todo y qué sorpresas hubo (bueno, ¿qué haríamos sin ellas?).
Un poco de historia y enlaces útiles para aquellos que se perdieron todo:
- Una publicación sobre hacia la estratosfera (que encontramos en la práctica durante el lanzamiento).
- Cómo lo hicimos "» proyecto - para fanáticos del porno geek, con detalles y código.
- proyecto, donde fue posible monitorear el movimiento y la telemetría de la sonda en tiempo real.
- sistemas de comunicación espacial que utilizamos en el proyecto.
- Texto lanzando el servidor a la estratosfera.
Como realmente queríamos despegar el Día de la Cosmonáutica y ese mismo día recibimos el permiso oficial para utilizar el espacio aéreo, tuvimos que adaptarnos al clima. Y para que el viento no llevara el globo estratosférico más allá de los límites de la zona permitida, tuvimos que limitar la altura de ascenso: en lugar de 30 km, subimos a 22,7. Pero esto ya es la estratosfera, y aproximadamente el doble de altura a la que vuelan hoy los aviones de pasajeros.
La conexión a Internet con el globo estratosférico fue bastante estable durante todo el vuelo. Sus mensajes fueron recibidos y mostrados, y llenamos las pausas con citas de las negociaciones de Gagarin con la Tierra hace 58 años :)
Según la telemetría, afuera hacía -60 0C, y dentro de la caja hermética alcanzó -22 0C, pero todo funcionó de manera estable.
Gráfico de cambios de temperatura en el interior (aquí y más adelante en la escala X se muestran decenas de minutos):
A bordo se instaló otro transmisor digital experimental de alta velocidad. Este es nuestro intento de crear Wi-Fi de alta velocidad y aún no estamos listos para revelar los detalles de su diseño. Con este transmisor queríamos transmitir vídeo online. Y efectivamente, a pesar de la nubosidad, recibimos la señal de vídeo de la GoPro a bordo del globo estratosférico a una distancia de hasta 30 km. Pero al recibir el vídeo en nuestro centro de control, no fue posible transmitirlo a Internet por tierra... Ahora te contamos por qué.
Pronto mostraremos grabaciones de vídeo del vuelo tomadas con cámaras a bordo, pero por ahora puedes ver la grabación en línea desde la sonda.
Nos esperaba la principal sorpresa: un rendimiento muy pobre del módem 4G de nuestro MCC, lo que imposibilitaba la transmisión de vídeo online. Aunque la sonda recibió y transmitió mensajes exitosamente a través de Internet, fueron aceptados por el servidor; recibimos confirmaciones de servicio de él y las vimos mostradas en la pantalla a través de una transmisión de video. Nos preocupaba la comunicación con los satélites y la transmisión de señales a la Tierra, pero nadie esperaba una emboscada tal que el Internet móvil 4G resultaría ser el eslabón débil.
Y no en algún desierto, sino no lejos de Pereslavl-Zalessky, en una zona que, según los mapas de MTS y MegaFon, está bien cubierta por 4G. En nuestro MCC móvil había un sofisticado enrutador Kroks ap-205m1-4gx2h, en el que se insertan dos tarjetas SIM, y que se suponía resumiría el tráfico en ellas para que pudiéramos transmitir video completamente a Internet. Incluso instalamos antenas de panel externo con 18 dB de ganancia. Pero esta pieza de hardware funcionó de manera desagradable. El servicio de soporte de Kroks solo pudo recomendarnos que carguemos el firmware más reciente, pero esto no ayudó, y la velocidad de dos tarjetas SIM 4G resultó ser mucho peor que la velocidad de una tarjeta SIM en un módem USB normal. Entonces, si puedes decirme qué hardware es mejor para organizar la transmisión de datos con suma de canales 4G la próxima vez, escríbelo en los comentarios.
Nuestros cálculos de trayectoria resultaron ser bastante precisos, no hubo sorpresas. Tuvimos suerte: el globo estratosférico aterrizó en un suelo blando de turba a 10 metros del embalse y a 70 km del lugar de lanzamiento. Gráfico de distancia GPS:
Y así cambió la velocidad de vuelo vertical del globo estratosférico:
Es cierto que una de las dos pantallas no sobrevivió al aterrizaje (sí, había dos, como las cámaras GoPro; la duplicación es una buena manera de aumentar la confiabilidad); en el video se puede ver cómo se fue en rayas y giró. apagado. Pero el resto del equipo sobrevivió al aterrizaje sin problemas.
Conclusiones sobre el experimento y la calidad de la comunicación por Internet.
La forma en que funcionaba el servidor era la siguiente: en la página de inicio se podían enviar mensajes de texto al servidor a través de un formulario. Fueron transmitidos a través del protocolo HTTP a través de 2 sistemas de comunicación por satélite independientes a una computadora suspendida debajo del globo estratosférico, y ésta transmitió estos datos de regreso a la Tierra, pero no de la misma manera a través de un satélite, sino a través de un canal de radio. Así, entendimos que el servidor generalmente recibe datos y que puede distribuir Internet desde la estratosfera. En la misma página de aterrizaje se mostraba el horario de vuelo del globo estratosférico y en él se marcaban los puntos de recepción de cada uno de sus mensajes. Es decir, podrías rastrear la ruta y la altitud del “servidor de las alturas” en tiempo real.
En total, nuestros participantes enviaron 166 mensajes desde la página de destino, de los cuales 125 (75%) fueron entregados exitosamente al servidor. El rango de retrasos entre el envío y la recepción fue muy amplio, de 0 a 59 segundos (retraso promedio de 32 segundos).
No encontramos ninguna correlación notable entre la altura y el nivel de latencia:
De este gráfico se desprende claramente que el nivel de retraso no dependía de la distancia desde el lugar de lanzamiento, es decir, honestamente transmitimos sus mensajes a través de satélites, y no desde tierra:
La principal conclusión de nuestro experimento es que podemos recibir y distribuir señales de Internet desde globos estratosféricos y que ese sistema tiene derecho a existir.
Como recordarás, prometimos comparar las comunicaciones de Iridium y GlobalStar (nunca recibimos el módem Messenger a tiempo). La estabilidad de su trabajo en nuestras latitudes resultó ser casi la misma. Por encima de las nubes la recepción es bastante estable. Es una lástima que los representantes del sistema doméstico "Messenger" verificaron y prepararon algo allí, pero nunca pudieron proporcionar nada para las pruebas.
Planes para el futuro
Ahora estamos planificando el próximo proyecto, aún más complejo. Actualmente estamos trabajando en varias ideas, por ejemplo, si deberíamos organizar una comunicación láser de alta velocidad entre dos globos estratosféricos para utilizarlos como repetidores. En el futuro, queremos aumentar el número de puntos de acceso y garantizar una velocidad de conexión a Internet estable de hasta 1 Mbit/s en un radio de 100-150 km, para que en los próximos lanzamientos surjan problemas con la transmisión de vídeos online a Internet. ya no surgirá.
Fuente: habr.com