Amici, nel Cosmonautics Day il nostro piccolo server è volato con successo nella stratosfera! Durante il volo, il server a bordo del pallone stratosferico distribuiva Internet, filmava e trasmetteva a terra dati video e telemetrici. E non vediamo l’ora di raccontarvi come è andata e quali sorprese ci sono state (beh, cosa faremmo senza?).
Un po’ di background e link utili per chi si fosse perso tutto:
- Un post su nella stratosfera (che abbiamo incontrato in pratica durante il lancio).
- Come abbiamo fatto"» progetto - per gli appassionati del porno geek, con dettagli e codice.
- progetto, dove è stato possibile monitorare il movimento della sonda e la telemetria in tempo reale.
- sistemi di comunicazione spaziale che abbiamo utilizzato nel progetto.
- Testo lanciando il server nella stratosfera.
Dato che volevamo davvero effettuare il lancio il giorno del Cosmonautics Day e abbiamo ricevuto il permesso ufficiale per utilizzare lo spazio aereo proprio quel giorno, abbiamo dovuto adattarci alle condizioni meteorologiche. E affinché il vento non spingesse il pallone stratosferico oltre i confini della zona consentita, abbiamo dovuto limitare l'altezza di salita: invece di 30 km siamo saliti a 22,7. Ma questa è già la stratosfera, e circa il doppio di quella che volano oggi gli aerei passeggeri.
La connessione internet con il pallone stratosferico è stata abbastanza stabile durante tutto il volo. I vostri messaggi sono stati ricevuti e visualizzati e abbiamo riempito ogni pausa con citazioni dai negoziati di Gagarin con la Terra 58 anni fa :)
Secondo la telemetria fuori c'erano -60 0C e all'interno della scatola ermetica hanno raggiunto -22 0C, ma tutto ha funzionato stabilmente.
Grafico delle variazioni di temperatura all'interno (qui e più avanti sulla scala X sono mostrate le decine di minuti):
A bordo è stato installato un altro trasmettitore digitale sperimentale ad alta velocità. Questo è il nostro tentativo di realizzare un Wi-Fi ad alta velocità e non siamo ancora pronti a rivelare i dettagli del suo design. Con questo trasmettitore volevamo trasmettere video online. E infatti, nonostante la nuvolosità, abbiamo ricevuto il segnale video dalla GoPro a bordo del pallone stratosferico ad una distanza massima di 30 km. Ma avendo ricevuto il video nel nostro centro di controllo, non è stato possibile trasmetterlo via terra a Internet... Ora vi spieghiamo perché.
Presto mostreremo le registrazioni video del volo dalle telecamere di bordo, ma per ora potete guardare online la registrazione dalla sonda
Ci aspettava la sorpresa principale: prestazioni pessime del modem 4G nel nostro MCC, che rendeva impossibile la trasmissione di video online. Sebbene la sonda abbia ricevuto e trasmesso con successo messaggi via Internet, questi sono stati accettati dal server: abbiamo ricevuto da esso conferme di servizio e le abbiamo viste visualizzate sullo schermo tramite trasmissione video. Avevamo preoccupazioni per la comunicazione con i satelliti e la trasmissione del segnale sulla Terra, ma nessuno si aspettava un simile agguato che fosse Internet mobile 4G a rivelarsi l'anello debole.
E non in qualche deserto, ma non lontano da Pereslavl-Zalessky, in un'area che, secondo le mappe MTS e MegaFon, è ben coperta dal 4G. Nel nostro MCC mobile c'era un sofisticato router Kroks ap-205m1-4gx2h, nel quale sono inserite due schede SIM e che avrebbe dovuto riassumere il traffico su di esse in modo da poter trasmettere completamente video su Internet. Abbiamo anche installato antenne a pannello esterne con guadagno di 18 dB. Ma questo componente hardware ha funzionato in modo disgustoso. Il servizio di supporto Kroks ha potuto solo consigliarci di caricare il firmware più recente, ma questo non ha aiutato e la velocità di due schede SIM 4G si è rivelata molto peggiore della velocità di una scheda SIM in un normale modem USB. Quindi, se puoi dirmi quale componente hardware è meglio organizzare la trasmissione dati con la somma dei canali 4G la prossima volta, scrivi nei commenti.
I nostri calcoli della traiettoria si sono rivelati abbastanza accurati; non ci sono state sorprese. Siamo stati fortunati, il pallone stratosferico è atterrato su un terreno soffice e torboso a 10 metri dal serbatoio e a 70 km dal luogo di lancio. Grafico della distanza GPS:
Ed ecco come è cambiata la velocità di volo verticale del pallone stratosferico:
È vero, uno dei due display non è sopravvissuto all'atterraggio (sì, erano due, proprio come le telecamere GoPro; la duplicazione è un buon modo per aumentare l'affidabilità); nel video potete vedere come andava a strisce e girava spento. Ma tutte le altre attrezzature sono sopravvissute all'atterraggio senza problemi.
Conclusioni sull'esperimento e sulla qualità della comunicazione Internet.
Il modo in cui funzionava il server era questo: nella pagina di destinazione potevi inviare messaggi di testo al server tramite un modulo. Sono stati trasmessi tramite il protocollo HTTP attraverso 2 sistemi di comunicazione satellitare indipendenti ad un computer sospeso sotto il pallone stratosferico, che ha trasmesso questi dati alla Terra, ma non nello stesso modo tramite satellite, ma tramite un canale radio. Pertanto, abbiamo capito che il server generalmente riceve dati e che può distribuire Internet dalla stratosfera. Nella stessa pagina di destinazione è stato visualizzato l'orario di volo del pallone stratosferico e su di esso sono stati contrassegnati i punti di ricezione di ciascuno dei vostri messaggi. Cioè, potresti monitorare il percorso e l'altitudine del "server alle stelle" in tempo reale.
In totale, i nostri partecipanti hanno inviato 166 messaggi dalla pagina di destinazione, di cui 125 (75%) sono stati consegnati con successo al server. La gamma di ritardi tra invio e ricezione era molto ampia, da 0 a 59 secondi (ritardo medio 32 secondi).
Non abbiamo trovato alcuna correlazione evidente tra altezza e livello di latenza:
Da questo grafico è chiaro che il livello di ritardo non dipende in alcun modo dalla distanza dal sito di lancio, cioè abbiamo onestamente trasmesso i vostri messaggi tramite satelliti e non da terra:
La conclusione principale del nostro esperimento è che possiamo ricevere e distribuire segnali Internet da palloni stratosferici e un tale schema ha il diritto di esistere.
Come ricorderete, abbiamo promesso di confrontare le comunicazioni di Iridium e GlobalStar (non abbiamo mai ricevuto in tempo il modem Messenger). La stabilità del loro lavoro alle nostre latitudini si è rivelata quasi la stessa. Sopra le nuvole la ricezione è abbastanza stabile. È un peccato che i rappresentanti del sistema nazionale "Messenger" abbiano controllato e preparato qualcosa lì, ma non siano mai stati in grado di fornire nulla per i test.
Progetti per il futuro
Ora stiamo pianificando il prossimo progetto, ancora più complesso. Attualmente stiamo lavorando su varie idee, ad esempio se dovremmo organizzare la comunicazione laser ad alta velocità tra due palloni stratosferici per usarli come ripetitori. In futuro, vogliamo aumentare il numero di punti di accesso e garantire una velocità di connessione Internet stabile fino a 1 Mbit/sec entro un raggio di 100-150 km, in modo che nei prossimi lanci si verifichino problemi con la trasmissione di video online su Internet. non sorgerà più.
Fonte: habr.com