Prijatelji, na Dan kozmonautike naš mali server uspješno je odletio u stratosferu! Tijekom leta server na palubi stratosferskog balona 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, što bismo bez njih?).
Malo pozadine i korisni linkovi za one koji su sve propustili:
- Post o u stratosferu (s čime smo se susreli u praksi tijekom lansiranja).
- kako smo radili"» projekt - za ljubitelje geek pornografije, s detaljima i kodom.
- projekt, gdje je bilo moguće pratiti kretanje sonde i telemetriju u stvarnom vremenu.
- svemirskih komunikacijskih sustava koje smo koristili u projektu.
- Tekst lansiranje servera u stratosferu.
Budući da smo stvarno željeli lansirati na Dan kozmonautike i dobili smo službenu dozvolu za korištenje zračnog prostora baš na taj dan, morali smo se prilagoditi vremenskim prilikama. A kako vjetar ne bi otpuhao stratosferski balon izvan granica dopuštene zone, morali smo ograničiti visinu uspona - umjesto 30 km popeli smo se na 22,7. Ali ovo je već stratosfera, i to otprilike dvostruko više nego što danas lete putnički zrakoplovi.
Internetska veza sa stratosferskim balonom bila je prilično stabilna tijekom cijelog leta. Vaše poruke su primljene i prikazane, a sve pauze ispunili smo citatima iz Gagarinovih pregovora sa Zemljom prije 58 godina :)
Prema telemetriji vani je bilo -60 0C, a unutar hermetičke kutije je dosezalo -22 0C, ali je sve radilo stabilno.
Grafikon promjena temperature u unutrašnjosti (ovdje i dalje na X ljestvici prikazani su deseci minuta):
Na brodu je instaliran još jedan eksperimentalni digitalni odašiljač velike brzine. Ovo je naš pokušaj da napravimo Wi-Fi velike brzine, a detalje njegovog dizajna još nismo spremni otkriti. S ovim odašiljačem željeli smo emitirati video na internetu. I doista, unatoč naoblaci, dobili smo video signal s GoPro-a na stratosferskom balonu na udaljenosti do 30 km. Ali nakon što smo primili video u naš kontrolni centar, nije ga bilo moguće prenijeti na internet preko zemlje... Sada ćemo vam reći zašto.
Uskoro ćemo prikazati video snimke leta s kamera na brodu, ali za sada možete pogledati online snimku sa sonde
Glavno iznenađenje nas je čekalo: vrlo loše performanse 4G modema u našem MCC-u, što je onemogućilo prijenos videa online. Iako je sonda uspješno primila i poslala poruke putem interneta, server ih je prihvatio - od njega smo dobili potvrde usluge i vidjeli ih prikazane na ekranu putem video prijenosa. Imali smo zabrinutosti oko komunikacije sa satelitima i prijenosa signala na Zemlju, ali nitko nije očekivao takvu zasjedu da će se upravo mobilni 4G Internet pokazati kao slaba karika.
I to ne u nekoj divljini, već nedaleko od Pereslavl-Zalessky, u području koje je, prema kartama MTS-a i MegaFona, dobro pokriveno 4G. U našem mobilnom MCC-u nalazio se sofisticirani router Kroks ap-205m1-4gx2h, u koji su umetnute dvije SIM kartice, a koji je trebao sumirati promet na njima kako bismo u potpunosti mogli emitirati video na Internet. Čak smo postavili vanjske panel antene s pojačanjem od 18 dB. Ali ovaj je hardver radio odvratno. Služba za podršku Kroksa mogla nam je samo savjetovati da učitamo najnoviji firmware, ali to nije pomoglo, a brzina dvije 4G SIM kartice pokazala se mnogo lošijom od brzine jedne SIM kartice u običnom USB modemu. Dakle, ako mi možete reći koji je komad hardvera bolji za organizaciju prijenosa podataka sa zbrajanjem 4G kanala sljedeći put, napišite u komentarima.
Pokazalo se da su naši izračuni putanje prilično točni; 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 dijagram udaljenosti:
A ovako se promijenila vertikalna brzina leta stratosferskog balona:
Istina, jedan od dva zaslona nije preživio slijetanje (da, bila su dva, baš kao GoPro kamere; dupliciranje 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 internetske komunikacije.
Način rada poslužitelja izgledao je ovako: na odredišnoj stranici možete slati tekstualne poruke poslužitelju putem obrasca. Oni su putem HTTP protokola preko 2 neovisna satelitska komunikacijska sustava prebačeni u računalo koje je visilo ispod stratosferskog balona, a ono je te podatke poslalo natrag na Zemlju, ali ne na isti način preko satelita, već preko radio kanala. Tako smo shvatili da poslužitelj općenito prima podatke, te da može distribuirati internet iz stratosfere. Na istoj landing stranici prikazan je i raspored leta stratosferskog balona, a na njemu su označene točke prijema svake vaše poruke. To jest, mogli biste pratiti rutu i visinu "poslužitelja u nebu" u stvarnom vremenu.
Ukupno su naši sudionici poslali 166 poruka s odredišne stranice, od kojih je 125 (75%) uspješno isporučeno na poslužitelj. Raspon kašnjenja između slanja i primanja bio je vrlo velik, od 0 do 59 sekundi (prosječno kašnjenje 32 sekunde).
Nismo pronašli nikakvu primjetnu korelaciju između visine i razine latencije:
Iz ovog grafikona vidljivo je da razina kašnjenja ni na koji način nije ovisila o udaljenosti od mjesta lansiranja, odnosno pošteno smo vaše poruke prenosili putem satelita, a ne sa zemlje:
Glavni zaključak našeg eksperimenta je da možemo primati i distribuirati internetske signale iz stratosferskih balona, a takva shema ima pravo postojati.
Kao što se sjećate, obećali smo usporediti komunikaciju Iridiuma i GlobalStara (nikada nismo dobili Messenger modem na vrijeme). Stabilnost njihovog rada na našim geografskim širinama pokazala se gotovo istom. Iznad oblaka prijem je prilično stabilan. Šteta je što su predstavnici domaćeg sustava "Messenger" tamo nešto provjeravali i pripremali, ali nikada nisu mogli ništa dati na testiranje.
Planovi za budućnost
Sada planiramo sljedeći projekt, još složeniji. Trenutno radimo na raznim idejama, na primjer, trebamo li organizirati brzu lasersku komunikaciju između dva stratosferska balona kako bismo ih koristili kao repetitore. U budućnosti želimo povećati broj pristupnih točaka i osigurati stabilnu brzinu internetske veze do 1 Mbit/sec u radijusu od 100-150 km, kako bi u sljedećim lansiranjima problemi s prijenosom online videa na internet više neće nastati.
Izvor: www.habr.com