Rakan-rakan, pada Hari Kosmonautik pelayan kecil kami berjaya terbang ke stratosfera! Semasa penerbangan, pelayan di atas belon stratosfera mengedarkan Internet, merakam dan menghantar data video dan telemetri ke tanah. Dan kami tidak sabar untuk memberitahu anda bagaimana semuanya berlaku dan apakah kejutan yang ada (baik, apa yang akan kami lakukan tanpa mereka?).
Sedikit latar belakang dan pautan berguna untuk mereka yang terlepas segala-galanya:
- Siaran tentang ke dalam stratosfera (yang kami temui dalam amalan semasa pelancaran).
- Bagaimana kita lakukan"Β» projek - untuk peminat lucah geek, dengan butiran dan kod.
- projek, di mana ia mungkin untuk memantau pergerakan siasatan dan telemetri dalam masa nyata.
- sistem komunikasi angkasa lepas yang kami gunakan dalam projek itu.
- Teks melancarkan pelayan ke stratosfera.
Memandangkan kami benar-benar mahu melancarkan pada Hari Kosmonautik dan mendapat kebenaran rasmi untuk menggunakan ruang udara pada hari itu, kami terpaksa menyesuaikan diri dengan cuaca. Dan supaya angin tidak meniup belon stratosfera di luar sempadan zon yang dibenarkan, kami terpaksa mengehadkan ketinggian pendakian - bukannya 30 km kami meningkat kepada 22,7. Tetapi ini sudah menjadi stratosfera, dan kira-kira dua kali lebih tinggi daripada pesawat penumpang terbang hari ini.
Sambungan Internet dengan belon stratosfera agak stabil sepanjang penerbangan. Mesej anda telah diterima dan dipaparkan, dan kami mengisi sebarang jeda dengan petikan daripada rundingan Gagarin dengan Bumi 58 tahun yang lalu :)
Menurut telemetri, ia adalah -60 0C di luar, dan di dalam kotak hermetik ia mencapai -22 0C, tetapi semuanya berfungsi dengan stabil.
Graf perubahan suhu di dalam (di sini dan seterusnya pada skala X, berpuluh-puluh minit ditunjukkan):
Satu lagi pemancar kelajuan tinggi digital eksperimen telah dipasang di atas kapal. Ini adalah percubaan kami untuk membuat Wi-Fi berkelajuan tinggi, dan kami belum bersedia untuk mendedahkan butiran reka bentuknya lagi. Dengan pemancar ini kami mahu menyiarkan video dalam talian. Malah, walaupun dalam keadaan mendung, kami menerima isyarat video daripada GoPro di atas belon stratosfera pada jarak sehingga 30 km. Tetapi setelah menerima video di pusat kawalan kami, tidak mungkin untuk menghantarnya ke Internet melalui tanah... Sekarang kami akan memberitahu anda sebabnya.
Kami akan memaparkan rakaman video penerbangan dari kamera atas kapal tidak lama lagi, tetapi buat masa ini anda boleh menonton rakaman dalam talian dari siasatan
Kejutan utama menanti kami: prestasi modem 4G yang sangat lemah dalam MCC kami, yang menjadikannya mustahil untuk menghantar video dalam talian. Walaupun siasatan berjaya menerima dan menghantar mesej melalui Internet, mereka telah diterima oleh pelayan - kami menerima pengesahan perkhidmatan daripadanya dan melihatnya dipaparkan pada skrin melalui siaran video. Kami mempunyai kebimbangan mengenai komunikasi dengan satelit dan penghantaran isyarat ke Bumi, tetapi tiada siapa yang menjangkakan serangan hendap sedemikian rupa sehingga Internet 4G mudah alih yang akan menjadi pautan yang lemah.
Dan tidak di padang belantara, tetapi tidak jauh dari Pereslavl-Zalessky, di kawasan yang, menurut peta MTS dan MegaFon, dilindungi dengan baik dengan 4G. Dalam MCC mudah alih kami terdapat penghala Kroks ap-205m1-4gx2h yang canggih, di mana dua kad SIM dimasukkan, dan yang sepatutnya meringkaskan trafik padanya supaya kami dapat menyiarkan video sepenuhnya ke Internet. Kami juga memasang antena panel luaran dengan keuntungan 18 dB. Tetapi sekeping perkakasan ini berfungsi dengan menjijikkan. Perkhidmatan sokongan Kroks hanya boleh menasihati kami untuk memuat naik perisian tegar terkini, tetapi ini tidak membantu, dan kelajuan dua kad SIM 4G ternyata jauh lebih buruk daripada kelajuan satu kad SIM dalam modem USB biasa. Jadi, jika anda boleh beritahu saya perkakasan mana yang lebih baik untuk mengatur penghantaran data dengan penjumlahan saluran 4G lain kali, tulis dalam komen.
Pengiraan trajektori kami ternyata agak tepat; tidak ada kejutan. Kami bernasib baik, belon stratosfera itu mendarat di tanah gambut lembut 10 meter dari takungan dan 70 km dari tapak pelancaran. Graf jarak GPS:
Dan ini adalah bagaimana kelajuan penerbangan menegak belon stratosfera berubah:
Benar, salah satu daripada dua paparan tidak bertahan semasa pendaratan (ya, terdapat dua daripadanya, sama seperti kamera GoPro; penduaan ialah cara yang baik untuk meningkatkan kebolehpercayaan); dalam video anda dapat melihat bagaimana ia berjalan dalam jalur dan bertukar dimatikan. Tetapi semua peralatan lain terselamat dari pendaratan tanpa masalah.
Kesimpulan mengenai eksperimen dan kualiti komunikasi Internet.
Cara pelayan berfungsi kelihatan seperti ini: pada halaman pendaratan anda boleh menghantar mesej teks ke pelayan melalui borang. Ia dihantar melalui protokol HTTP melalui 2 sistem komunikasi satelit bebas ke komputer yang digantung di bawah belon stratosfera, dan ia menghantar data ini kembali ke Bumi, tetapi tidak dengan cara yang sama melalui satelit, tetapi melalui saluran radio. Oleh itu, kami memahami bahawa pelayan secara amnya menerima data, dan ia boleh mengedarkan Internet dari stratosfera. Pada halaman pendaratan yang sama, jadual penerbangan belon stratosfera telah dipaparkan dan titik penerimaan setiap mesej anda telah ditandakan padanya. Iaitu, anda boleh menjejaki laluan dan ketinggian "pelayan setinggi langit" dalam masa nyata.
Secara keseluruhan, peserta kami menghantar 166 mesej daripada halaman pendaratan, yang mana 125 (75%) telah berjaya dihantar ke pelayan. Julat kelewatan antara menghantar dan menerima adalah sangat besar, dari 0 hingga 59 saat (purata kelewatan 32 saat).
Kami tidak menemui sebarang korelasi yang ketara antara ketinggian dan tahap kependaman:
Daripada graf ini jelas bahawa tahap kelewatan tidak bergantung dalam apa cara sekalipun pada jarak dari tapak pelancaran, iaitu, kami secara jujur ββmenghantar mesej anda melalui satelit, dan bukan dari tanah:
Kesimpulan utama daripada eksperimen kami ialah kami boleh menerima dan mengedarkan isyarat Internet daripada belon stratosfera, dan skim sedemikian mempunyai hak untuk wujud.
Seperti yang anda ingat, kami berjanji untuk membandingkan komunikasi Iridium dan GlobalStar (kami tidak pernah menerima modem Messenger tepat pada masanya). Kestabilan kerja mereka di latitud kita ternyata hampir sama. Di atas awan penerimaan agak stabil. Sayang sekali wakil sistem "Messenger" domestik menyemak dan menyediakan sesuatu di sana, tetapi tidak pernah dapat menyediakan apa-apa untuk ujian.
ΠΠ»Π°Π½Ρ Π½Π° Π±ΡΠ΄ΡΡΠ΅Π΅
Sekarang, kami merancang projek seterusnya, lebih kompleks. Kami sedang mengusahakan pelbagai idea, contohnya, sama ada kami perlu mengatur komunikasi laser berkelajuan tinggi antara dua belon stratosfera untuk menggunakannya sebagai pengulang. Pada masa hadapan, kami ingin menambah bilangan titik capaian dan memastikan kelajuan sambungan Internet yang stabil sehingga 1 Mbit/saat dalam radius 100-150 km, supaya pada masa hadapan melancarkan masalah dengan penghantaran video dalam talian ke Internet tidak akan timbul lagi.
Sumber: www.habr.com