Barátaim, a kozmonautika napon kis szerverünk sikeresen berepült a sztratoszférába! A repülés során a sztratoszférikus ballon fedélzetén lévő szerver terjesztette az internetet, filmezett és továbbította a video- és telemetriai adatokat a földre. És alig várjuk, hogy elmondhassuk, hogyan zajlott az egész, és milyen meglepetések voltak (na, mihez kezdenénk nélkülük?).
Egy kis háttér és hasznos linkek azoknak, akik mindenről lemaradtak:
- Egy bejegyzés arról a sztratoszférába (amivel a gyakorlatban a kilövés során találkoztunk).
- hogy csináltuk"» projekt - a geek pornó rajongóinak, részletekkel és kóddal.
- projekt, ahol a szonda mozgását és telemetriáját valós időben lehetett nyomon követni.
- űrkommunikációs rendszerek, amelyeket a projektben használtunk.
- Szöveg a szerver elindítása a sztratoszférába.
Mivel nagyon szerettük volna az űrhajósok napján indulni, és éppen aznap kaptuk meg a hivatalos légtérhasználati engedélyt, alkalmazkodnunk kellett az időjáráshoz. S hogy a szél ne fújja túl a sztratoszférikus ballont az engedélyezett zóna határain, korlátozni kellett az emelkedési magasságot - 30 km helyett 22,7-re emelkedtünk. De ez már a sztratoszféra, és megközelítőleg kétszer olyan magasan, mint ma az utasszállító repülőgépek repülnek.
A sztratoszférikus ballonnal való internetkapcsolat meglehetősen stabil volt a repülés során. Üzeneteit megkaptuk és megjelenítettük, a szüneteket pedig Gagarin 58 évvel ezelőtti, a Földdel folytatott tárgyalásaiból vett idézetekkel töltöttük ki :)
A telemetria szerint kint -60 0C volt, a hermetikus dobozon belül pedig elérte a -22 0C-ot, de minden stabilan működött.
A belső hőmérséklet változásának grafikonja (itt és tovább az X skálán több tíz perc látható):
Egy másik kísérleti digitális nagysebességű adót szereltek fel a fedélzetre. Ez a kísérletünk a nagy sebességű Wi-Fi létrehozására, és egyelőre nem állunk készen arra, hogy felfedjük a dizájn részleteit. Ezzel az adóval videót akartunk online sugározni. És valóban, a felhősödés ellenére a sztratoszférikus ballon fedélzetén lévő GoPro videojelét akár 30 km-es távolságból is megkaptuk. De miután megkaptuk a videót az irányítóközpontunkban, nem lehetett a földön keresztül továbbítani az internetre... Most eláruljuk, miért.
Hamarosan videófelvételeket is mutatunk a repülésről a fedélzeti kamerákról, de egyelőre a szondáról készült online felvételt nézheti meg
A fő meglepetés várt ránk: a 4G modem nagyon gyenge teljesítménye az MCC-ben, ami lehetetlenné tette a videó online továbbítását. A szonda ugyan sikeresen fogadta és továbbította az üzeneteket az interneten keresztül, de azokat a szerver elfogadta – szolgálati visszaigazolásokat kaptunk tőle, és videóközvetítéssel láttuk a képernyőn. Aggályaink voltak a műholdakkal való kommunikációval és a Földre irányuló jelátvitellel kapcsolatban, de senki sem számított akkora lesre, hogy a mobil 4G internet legyen a gyenge láncszem.
És nem valami vadonban, hanem nem messze Pereslavl-Zalesskytől, egy olyan területen, amely az MTS és a MegaFon térképei szerint jól lefedett 4G-vel. Mobil Ügyfélközpontunkban volt egy kifinomult Kroks ap-205m1-4gx2h router, amibe két SIM kártya került, és ami a rajtuk lévő forgalmat hivatott összesíteni, hogy teljes videót tudjunk sugározni az internetre. Még külső panelantennákat is szereltünk be 18 dB erősítéssel. De ez a hardver undorítóan működött. A Kroks támogatási szolgáltatása csak azt tudta javasolni, hogy töltsük fel a legújabb firmware-t, de ez nem segített, és két 4G SIM-kártya sebessége sokkal rosszabbnak bizonyult, mint egy normál USB-modemben lévő SIM-kártya sebessége. Szóval, ha meg tudod mondani, hogy legközelebb melyik hardverrel lehet jobban megszervezni az adatátvitelt a 4G csatornák összegzésével, írd meg kommentben.
A pályaszámításaink egészen pontosnak bizonyultak, meglepetés nem ért. Szerencsénk volt, a sztratoszférikus ballon a tározótól 10 méterre, a kilövési helytől 70 km-re, puha tőzeges talajon landolt. GPS távolság grafikon:
És így változott a sztratoszférikus léggömb függőleges repülési sebessége:
Igaz, a két kijelző közül az egyik nem élte túl a landolást (igen, kettő volt, akárcsak a GoPro kamerák; a sokszorosítás jó módszer a megbízhatóság növelésére), a videóban láthatod, hogyan ment csíkozva és fordult ki. De az összes többi felszerelés gond nélkül túlélte a leszállást.
Következtetések a kísérletről és az internetes kommunikáció minőségéről.
A szerver működése így nézett ki: a landing oldalon egy űrlapon keresztül szöveges üzeneteket lehetett küldeni a szervernek. HTTP protokollon keresztül 2 független műholdas kommunikációs rendszeren keresztül a sztratoszférikus ballon alatt felfüggesztett számítógépre kerültek, és az ezeket az adatokat visszaküldte a Földre, de nem ugyanúgy műholdon, hanem rádiócsatornán keresztül. Így megértettük, hogy a szerver általában adatokat fogad, és képes terjeszteni az internetet a sztratoszférából. Ugyanezen a céloldalon a sztratoszférikus ballon repülési menetrendje jelent meg, és minden egyes üzeneted beérkezési pontja volt rajta feltüntetve. Vagyis valós időben nyomon követheti az „égig érő szerver” útvonalát és magasságát.
Összesen 166 üzenetet küldtek résztvevőink a céloldalról, ebből 125 (75%) sikeresen eljutott a szerverre. A küldés és fogadás közötti késések tartománya nagyon nagy volt, 0 és 59 másodperc között (átlagos késleltetés 32 másodperc).
Nem találtunk észrevehető összefüggést a magasság és a várakozási idő között:
Ebből a grafikonból jól látható, hogy a késés mértéke semmilyen módon nem függött a kilövési helytől való távolságtól, vagyis őszintén továbbítottuk az üzeneteit műholdakon keresztül, nem a földről:
Kísérletünk fő következtetése az, hogy képesek vagyunk sztratoszférikus léggömbökből internetes jeleket fogadni és terjeszteni, és egy ilyen rendszernek joga van létezni.
Ahogy emlékszel, megígértük, hogy összehasonlítjuk az Iridium és a GlobalStar kommunikációját (soha nem kaptuk meg időben a Messenger modemet). Munkájuk stabilitása a mi szélességi fokainkon szinte azonosnak bizonyult. A felhők felett meglehetősen stabil a vétel. Kár, hogy a hazai „Messenger” rendszer képviselői ott ellenőriztek és készítettek valamit, de soha nem tudtak tesztelni semmit.
Tervek a jövőre
Most a következő, még összetettebb projektet tervezzük. Jelenleg különféle ötleteken dolgozunk, például azon, hogy megszervezzünk-e nagy sebességű lézeres kommunikációt két sztratoszférikus ballon között, hogy ismétlőként használhassuk őket. A jövőben növelni kívánjuk a hozzáférési pontok számát, és 1-100 km-es körzetben stabil, akár 150 Mbit/sec internetkapcsolati sebességet szeretnénk biztosítani, hogy a következő indításoknál gondok adódjanak az online videó internetre továbbításával. többé nem fog felmerülni.
Forrás: will.com