Mes amis, lors de la Journée de la cosmonautique, notre petit serveur a volé avec succès dans la stratosphère ! Pendant le vol, le serveur embarqué à bord du ballon stratosphérique distribuait Internet, filmait et transmettait des données vidéo et télémétriques au sol. Et nous avons hâte de vous raconter comment tout cela s’est passé et quelles surprises il y a eu (enfin, que ferions-nous sans elles ?).
Un peu de contexte et des liens utiles pour ceux qui auraient tout raté :
- Un article sur dans la stratosphère (que nous avons rencontré en pratique lors du lancement).
- Comment nous avons fait "» projet - pour les fans de porno geek, avec détails et code.
- projet, où il était possible de surveiller le mouvement et la télémétrie de la sonde en temps réel.
- systèmes de communication spatiale que nous avons utilisés dans le projet.
- Texte lancer le serveur dans la stratosphère.
Comme nous voulions vraiment nous lancer le jour de la cosmonautique et que nous avons reçu l'autorisation officielle d'utiliser l'espace aérien ce jour-là, nous avons dû nous adapter à la météo. Et pour que le vent ne souffle pas le ballon stratosphérique au-delà des limites de la zone autorisée, nous avons dû limiter la hauteur de montée - au lieu de 30 km, nous sommes passés à 22,7. Mais c’est déjà la stratosphère, et environ deux fois plus haut que les avions de passagers volent aujourd’hui.
La connexion Internet avec le ballon stratosphérique a été assez stable tout au long du vol. Vos messages ont été reçus et affichés, et nous avons rempli toutes les pauses avec des citations des négociations de Gagarine avec la Terre il y a 58 ans :)
Selon la télémétrie, il faisait -60 0C à l'extérieur et à l'intérieur de la boîte hermétique, il atteignait -22 0C, mais tout fonctionnait de manière stable.
Graphique des changements de température à l'intérieur (ici et plus loin sur l'échelle X, des dizaines de minutes sont affichées) :
Un autre émetteur numérique expérimental à grande vitesse a été installé à bord. Il s'agit de notre tentative de créer du Wi-Fi haut débit, et nous ne sommes pas encore prêts à révéler les détails de sa conception. Avec cet émetteur, nous voulions diffuser de la vidéo en ligne. Et en effet, malgré la nébulosité, nous avons reçu le signal vidéo de la GoPro embarquée à bord du ballon stratosphérique à une distance allant jusqu'à 30 km. Mais après avoir reçu la vidéo dans notre centre de contrôle, il n'a pas été possible de la transmettre sur Internet par voie terrestre... Nous allons maintenant vous expliquer pourquoi.
Nous montrerons bientôt des enregistrements vidéo du vol à partir des caméras embarquées, mais pour l'instant vous pouvez regarder l'enregistrement en ligne de la sonde
La principale surprise nous attendait : de très mauvaises performances du modem 4G de notre MCC, qui rendaient impossible la transmission de vidéo en ligne. Bien que la sonde ait reçu et transmis avec succès des messages via Internet, ils ont été acceptés par le serveur - nous avons reçu des confirmations de service de sa part et les avons vus affichés à l'écran par diffusion vidéo. Nous avions des inquiétudes concernant la communication avec les satellites et la transmission des signaux vers la Terre, mais personne ne s'attendait à une telle embuscade que c'était l'Internet mobile 4G qui s'avérerait être le maillon faible.
Et pas dans une nature sauvage, mais non loin de Pereslavl-Zalessky, dans une zone qui, selon les cartes MTS et MegaFon, est bien couverte en 4G. Dans notre MCC mobile, il y avait un routeur Kroks ap-205m1-4gx2h sophistiqué, dans lequel deux cartes SIM sont insérées, et qui était censé résumer le trafic sur elles afin que nous puissions diffuser entièrement la vidéo sur Internet. Nous avons même installé des antennes panneaux externes avec un gain de 18 dB. Mais ce matériel fonctionnait de manière dégoûtante. Le service d'assistance Kroks n'a pu que nous conseiller de télécharger le dernier firmware, mais cela n'a pas aidé, et la vitesse de deux cartes SIM 4G s'est avérée bien pire que la vitesse d'une carte SIM dans un modem USB classique. Donc, si vous pouvez me dire quel matériel est le meilleur pour organiser la transmission de données avec la sommation des canaux 4G la prochaine fois, écrivez dans les commentaires.
Nos calculs de trajectoire se sont révélés assez précis, il n’y a eu aucune surprise. Nous avons eu de la chance, le ballon stratosphérique s'est posé sur un sol tourbeux meuble à 10 mètres du réservoir et à 70 km du site de lancement. Graphique de distance GPS :
Et voici comment la vitesse de vol verticale du ballon stratosphérique a changé :
Il est vrai que l'un des deux écrans n'a pas survécu à l'atterrissage (oui, il y en avait deux, tout comme les caméras GoPro ; la duplication est un bon moyen d'augmenter la fiabilité) ; dans la vidéo, vous pouvez voir comment il s'est déroulé en bandes et a tourné. désactivé. Mais tous les autres équipements ont survécu à l’atterrissage sans problème.
Conclusions sur l'expérimentation et la qualité de la communication Internet.
Le fonctionnement du serveur ressemblait à ceci : sur la page de destination, vous pouviez envoyer des messages texte au serveur via un formulaire. Elles ont été transmises via le protocole HTTP via 2 systèmes de communication par satellite indépendants à un ordinateur suspendu sous le ballon stratosphérique, et celui-ci a transmis ces données à la Terre, mais pas de la même manière via un satellite, mais via un canal radio. Ainsi, nous avons compris que le serveur reçoit généralement des données, et qu'il peut diffuser Internet depuis la stratosphère. Sur la même page de destination, le programme de vol du ballon stratosphérique était affiché, et les points de réception de chacun de vos messages y étaient marqués. Autrement dit, vous pouvez suivre l'itinéraire et l'altitude du « serveur vertigineux » en temps réel.
Au total, nos participants ont envoyé 166 messages depuis la page de destination, dont 125 (75 %) ont été transmis avec succès au serveur. La plage de délais entre l'envoi et la réception était très large, de 0 à 59 secondes (délai moyen 32 secondes).
Nous n’avons trouvé aucune corrélation notable entre la hauteur et le niveau de latence :
D'après ce graphique, il est clair que le niveau de retard ne dépend en aucun cas de la distance du site de lancement, c'est-à-dire que nous avons honnêtement transmis vos messages via des satellites, et non depuis le sol :
La principale conclusion de notre expérience est que nous pouvons recevoir et distribuer des signaux Internet provenant de ballons stratosphériques, et qu'un tel système a le droit d'exister.
Comme vous vous en souvenez, nous avions promis de comparer les communications d'Iridium et de GlobalStar (nous n'avons jamais reçu le modem Messenger à temps). La stabilité de leur travail sous nos latitudes s'est avérée presque la même. Au-dessus des nuages, la réception est assez stable. Il est dommage que les représentants du système domestique "Messenger" aient vérifié et préparé quelque chose là-bas, mais n'aient jamais pu fournir quoi que ce soit à tester.
Plans pour l'avenir
Maintenant, nous planifions le prochain projet, encore plus complexe. Nous travaillons actuellement sur diverses idées, par exemple celle de savoir s'il faut organiser une communication laser à haut débit entre deux ballons stratosphériques afin de les utiliser comme répéteurs. À l'avenir, nous souhaitons augmenter le nombre de points d'accès et garantir une vitesse de connexion Internet stable allant jusqu'à 1 Mbit/s dans un rayon de 100 à 150 km, afin d'éviter des problèmes lors des prochains lancements lors de la transmission de vidéos en ligne sur Internet. ne se posera plus.
Source: habr.com