מרכז נתונים בחלל. בואו נסכם את הניסוי

חברים, ביום הקוסמונאוטיקה השרת הקטן שלנו טס בהצלחה לסטרטוספירה! במהלך הטיסה, השרת על סיפון הבלון הסטרטוספרי הפיץ את האינטרנט, צילם והעביר נתוני וידאו וטלמטריה לקרקע. ואנחנו לא יכולים לחכות לספר לכם איך הכל הלך ואיזה הפתעות היו (נו, מה היינו עושים בלעדיהם?).

קצת רקע וקישורים שימושיים למי שפספס הכל:

1. פוסט על כיצד לתאם טיסת בדיקה לתוך הסטרטוספירה (בה נתקלנו בפועל במהלך השיגור).
2. איך עשינו"חלק ברזל» פרויקט - לחובבי פורנו גיקים, עם פרטים וקוד.
3. אתר פרויקט, שבו ניתן היה לנטר את התנועה והטלמטריה של הגשושית בזמן אמת.
4. השוואה מערכות תקשורת חלל בהן השתמשנו בפרויקט.
5. טֶקסט מִשׁדָר הפעלת השרת לסטרטוספירה.

מכיוון שבאמת רצינו להשיק ביום הקוסמונאוטיקה וקיבלנו אישור רשמי להשתמש במרחב האווירי באותו יום ממש, היינו צריכים להסתגל למזג האוויר. וכדי שהרוח לא תעיף את הבלון הסטרטוספרי מעבר לגבולות האזור המותר, נאלצנו להגביל את גובה העלייה - במקום 30 ק"מ עלינו ל-22,7. אבל זו כבר הסטרטוספירה, ובערך פי שניים יותר ממטוסי נוסעים שטסים היום.

חיבור האינטרנט עם הבלון הסטרטוספרי היה די יציב לאורך כל הטיסה. ההודעות שלך התקבלו והוצגו, ומילאנו כל הפסקות עם ציטוטים מהמשא ומתן של גגרין עם כדור הארץ לפני 58 שנים :)

לפי הטלמטריה, בחוץ היה -60 0C, ובתוך הקופסה ההרמטית הגיע ל-22 0C, אבל הכל עבד ביציבות.

גרף של שינויים בטמפרטורה בפנים (כאן ובהמשך בסולם X, מוצגים עשרות דקות):

על הסיפון הותקן משדר דיגיטלי ניסיוני נוסף במהירות גבוהה. זהו הניסיון שלנו ליצור Wi-Fi מהיר, ואנחנו עדיין לא מוכנים לחשוף את פרטי העיצוב שלו. עם המשדר הזה רצינו לשדר וידאו באינטרנט. ואכן, למרות העננים, קיבלנו את אות הווידאו מה-GoPro על סיפון הבלון הסטרטוספרי במרחק של עד 30 ק"מ. אבל לאחר שקיבלנו את הסרטון במרכז הבקרה שלנו, לא ניתן היה להעביר אותו לאינטרנט דרך הקרקע... עכשיו נגיד לך למה.

בקרוב נציג הקלטות וידאו של הטיסה ממצלמות על הסיפון, אך לעת עתה תוכלו לצפות בהקלטה המקוונת מהגשושית

ההפתעה העיקרית ציפתה לנו: ביצועים גרועים מאוד של מודם ה-4G ב-MCC שלנו, שאיפשרו העברת וידאו באינטרנט. הגשש אמנם קיבל ושידר בהצלחה הודעות דרך האינטרנט, אך הן התקבלו על ידי השרת - קיבלנו ממנו אישורי שירות וראינו אותם מוצגים על המסך באמצעות שידור וידאו. היו לנו חששות לגבי תקשורת עם לוויינים והעברת אותות לכדור הארץ, אבל אף אחד לא ציפה למארב כזה, שהאינטרנט הנייד 4G הוא שיתברר כחוליה החלשה.

ולא באיזה שממה, אבל לא רחוק מפרסלבל-זלסקי, באזור שלפי מפות MTS ומגהפון מכוסה היטב ב-4G. ב-MCC הנייד שלנו היה נתב Kroks ap-205m1-4gx2h משוכלל, אליו מכניסים שני כרטיסי סים, ואמור היה לסכם את התעבורה עליהם כדי שנוכל לשדר וידאו באופן מלא לאינטרנט. אפילו התקנו אנטנות פאנל חיצוניות עם רווח של 18 dB. אבל חתיכת החומרה הזו עבדה בצורה מגעיל. שירות התמיכה של Kroks יכול היה רק ​​לייעץ לנו להעלות את הקושחה העדכנית ביותר, אבל זה לא עזר, והמהירות של שני כרטיסי סים 4G התבררה כחוטה בהרבה ממהירות כרטיס סים אחד במודם USB רגיל. אז אם אתה יכול להגיד לי איזו חומרה עדיף לארגן העברת נתונים עם סיכום של ערוצי 4G בפעם הבאה, כתוב בתגובות.

חישובי המסלול שלנו התבררו כמדויקים למדי; לא היו הפתעות. התמזל מזלנו, הבלון הסטרטוספרי נחת על אדמת כבול רכה 10 מטר מהמאגר ו-70 ק"מ מאתר השיגור. גרף מרחק GPS:

וכך השתנתה מהירות הטיסה האנכית של הבלון הסטרטוספרי:

נכון, אחת משתי הצגים לא שרדה את הנחיתה (כן, היו שתיים, בדיוק כמו מצלמות ה-GoPro; שכפול היא דרך טובה להגביר את האמינות); בסרטון אפשר לראות איך זה הלך בפסים והתהפך כבוי. אבל כל שאר הציוד שרד את הנחיתה ללא בעיות.

מסקנות על הניסוי ואיכות התקשורת באינטרנט.

אופן עבודתו של השרת נראה כך: בדף הנחיתה ניתן היה לשלוח הודעות טקסט לשרת באמצעות טופס. הם הועברו באמצעות פרוטוקול ה-HTTP דרך 2 מערכות תקשורת לווייניות עצמאיות למחשב התלוי מתחת לבלון הסטרטוספרי, והוא העביר את הנתונים הללו חזרה לכדור הארץ, אך לא באותו אופן דרך לוויין, אלא דרך ערוץ רדיו. לפיכך, הבנו שהשרת בדרך כלל מקבל נתונים, ושהוא יכול להפיץ את האינטרנט מהסטרטוספרה. באותו דף נחיתה הוצג לוח הטיסות של הבלון הסטרטוספרי, ועליו סומנו נקודות הקבלה של כל אחת מההודעות שלכם. כלומר, אתה יכול לעקוב אחר המסלול והגובה של "השרת בשמיים" בזמן אמת.

בסך הכל, המשתתפים שלנו שלחו 166 הודעות מדף הנחיתה, מתוכן 125 (75%) נמסרו בהצלחה לשרת. טווח ההשהיות בין השליחה והקבלה היה גדול מאוד, מ-0 עד 59 שניות (איחור ממוצע 32 שניות).

לא מצאנו שום מתאם מורגש בין גובה ורמת חביון:

מהגרף הזה ברור שרמת ההשהיה לא הייתה תלויה בשום צורה במרחק מאתר השיגור, כלומר, שידרנו את ההודעות שלך ביושר דרך לוויינים, ולא מהקרקע:

המסקנה העיקרית מהניסוי שלנו היא שאנחנו יכולים לקבל ולהפיץ אותות אינטרנט מבלונים סטרטוספריים, ולתוכנית כזו יש זכות קיום.

כזכור, הבטחנו להשוות את התקשורת של Iridium ו-GlobalStar (מעולם לא קיבלנו את מודם המסנג'ר בזמן). היציבות של עבודתם בקווי הרוחב שלנו התבררה כמעט זהה. מעל העננים הקליטה די יציבה. חבל שנציגי מערכת "מסנג'ר" המקומית בדקו והכינו שם משהו, אך מעולם לא הצליחו לספק דבר לבדיקה.

תוכניות לעתיד

כעת, אנו מתכננים את הפרויקט הבא, מורכב עוד יותר. כרגע אנחנו עובדים על רעיונות שונים, למשל, האם עלינו לארגן תקשורת לייזר במהירות גבוהה בין שני בלונים סטרטוספריים כדי להשתמש בהם כמחזרים. בעתיד נרצה להגדיל את מספר נקודות הגישה ולהבטיח מהירות חיבור אינטרנט יציבה של עד 1 Mbit/sec ברדיוס של 100-150 ק"מ, כך שבמשיקה הבאה בעיות בהעברת וידאו מקוון לאינטרנט. לא יקום יותר.

מקור: www.habr.com