Vrienden, op Cosmonautics Day vloog onze kleine server met succes de stratosfeer in! Tijdens de vlucht verspreidde de server aan boord van de stratosferische ballon het internet, filmde en zond video- en telemetriegegevens naar de grond. En we kunnen niet wachten om je te vertellen hoe het allemaal ging en welke verrassingen er waren (nou ja, wat zouden we zonder hen doen?).
Een beetje achtergrondinformatie en nuttige links voor degenen die alles gemist hebben:
- Een bericht over in de stratosfeer (die we in de praktijk tegenkwamen tijdens de lancering).
- Hoe wij het deden"» project - voor fans van nerdporno, met details en code.
- project, waarbij het mogelijk was om de beweging en telemetrie van de sonde in realtime te volgen.
- ruimtecommunicatiesystemen die we in het project gebruikten.
- Tekst het lanceren van de server in de stratosfeer.
Omdat we heel graag op Cosmonautics Day wilden lanceren en diezelfde dag officiële toestemming kregen om het luchtruim te gebruiken, moesten we ons aanpassen aan het weer. En zodat de wind de stratosferische ballon niet buiten de grenzen van de toegestane zone zou blazen, moesten we de opstijghoogte beperken - in plaats van 30 km stegen we naar 22,7. Maar dit is al de stratosfeer, en ongeveer twee keer zo hoog als passagiersvliegtuigen tegenwoordig vliegen.
De internetverbinding met de stratosferische ballon was gedurende de hele vlucht redelijk stabiel. Je berichten werden ontvangen en weergegeven, en we hebben eventuele pauzes opgevuld met citaten uit Gagarins onderhandelingen met de aarde 58 jaar geleden :)
Volgens telemetrie was het buiten -60 0C en binnen de hermetische doos bereikte het -22 0C, maar alles werkte stabiel.
Grafiek van temperatuurveranderingen binnen (hier en verder op de X-schaal worden tientallen minuten weergegeven):
Aan boord werd een andere experimentele digitale hogesnelheidszender geïnstalleerd. Dit is onze poging om supersnelle Wi-Fi te maken, en we zijn nog niet klaar om de details van het ontwerp te onthullen. Met deze zender wilden we video online uitzenden. En inderdaad, ondanks de bewolking ontvingen we het videosignaal van de GoPro aan boord van de stratosferische ballon op een afstand van maximaal 30 km. Maar nadat we de video in ons controlecentrum hadden ontvangen, was het niet mogelijk om deze via de grond naar internet te verzenden... Nu zullen we je vertellen waarom.
Binnenkort laten we video-opnames van de vlucht zien vanaf camera's aan boord, maar voorlopig kun je de online opname van de sonde bekijken
De grootste verrassing wachtte ons: zeer slechte prestaties van de 4G-modem in ons MCC, waardoor het onmogelijk werd om video online te verzenden. Hoewel de sonde met succes berichten via internet heeft ontvangen en verzonden, werden ze door de server geaccepteerd - we ontvingen er servicebevestigingen van en zagen ze via video-uitzending op het scherm verschijnen. We hadden zorgen over de communicatie met satellieten en de signaaloverdracht naar de aarde, maar niemand had een dergelijke hinderlaag verwacht dat het mobiele 4G-internet de zwakke schakel zou blijken te zijn.
En niet in een of andere wildernis, maar niet ver van Pereslavl-Zalessky, in een gebied dat volgens MTS- en MegaFon-kaarten goed bedekt is met 4G. In onze mobiele MCC bevond zich een geavanceerde Kroks ap-205m1-4gx2h-router, waarin twee simkaarten zijn geplaatst, en die het verkeer erop moest samenvatten, zodat we video volledig naar internet konden uitzenden. We hebben zelfs externe paneelantennes geïnstalleerd met een versterking van 18 dB. Maar dit stukje hardware werkte walgelijk. De klantenservice van Kroks kon ons alleen maar adviseren de nieuwste firmware te uploaden, maar dit hielp niet en de snelheid van twee 4G-simkaarten bleek veel slechter dan de snelheid van één simkaart in een regulier USB-modem. Dus, als je me kunt vertellen welk stuk hardware de volgende keer beter is om datatransmissie te organiseren met optelling van 4G-kanalen, schrijf dan in de reacties.
Onze trajectberekeningen bleken behoorlijk accuraat; er waren geen verrassingen. We hadden geluk: de stratosferische ballon landde op zachte veengrond, 10 meter van het reservoir en 70 km van de lanceerplaats. GPS-afstandsgrafiek:
En zo veranderde de verticale vliegsnelheid van de stratosferische ballon:
Toegegeven, een van de twee beeldschermen overleefde de landing niet (ja, het waren er twee, net als de GoPro-camera's; duplicatie is een goede manier om de betrouwbaarheid te vergroten); in de video kun je zien hoe het in strepen en bochten ging uit. Maar al het overige materieel overleefde de landing zonder problemen.
Conclusies over het experiment en de kwaliteit van internetcommunicatie.
De manier waarop de server werkte zag er als volgt uit: op de landingspagina kon je via een formulier sms-berichten naar de server sturen. Ze werden via het HTTP-protocol via twee onafhankelijke satellietcommunicatiesystemen verzonden naar een computer die onder de stratosferische ballon hing, en deze stuurde deze gegevens terug naar de aarde, maar niet op dezelfde manier via een satelliet, maar via een radiokanaal. We begrepen dus dat de server over het algemeen gegevens ontvangt en dat hij het internet vanuit de stratosfeer kan distribueren. Op dezelfde landingspagina werd het vluchtschema van de stratosferische ballon weergegeven en werden de ontvangstpunten van elk van uw berichten erop gemarkeerd. Dat wil zeggen dat u de route en hoogte van de “sky-high server” in realtime kunt volgen.
In totaal stuurden onze deelnemers 166 berichten vanaf de landingspagina, waarvan er 125 (75%) met succes op de server werden afgeleverd. Het bereik van de vertragingen tussen verzenden en ontvangen was zeer groot, van 0 tot 59 seconden (gemiddelde vertraging 32 seconden).
We hebben geen merkbare correlatie gevonden tussen hoogte en latentieniveau:
Uit deze grafiek blijkt duidelijk dat de mate van vertraging op geen enkele manier afhankelijk was van de afstand tot de lanceerplaats, dat wil zeggen dat we uw berichten eerlijk via satellieten hebben verzonden, en niet vanaf de grond:
De belangrijkste conclusie van ons experiment is dat we internetsignalen van stratosferische ballonnen kunnen ontvangen en distribueren, en dat een dergelijk systeem bestaansrecht heeft.
Zoals u zich herinnert, hebben we beloofd de communicatie van Iridium en GlobalStar te vergelijken (we hebben de Messenger-modem nooit op tijd ontvangen). De stabiliteit van hun werk op onze breedtegraden bleek vrijwel hetzelfde te zijn. Boven de wolken is de ontvangst redelijk stabiel. Het is jammer dat vertegenwoordigers van het binnenlandse "Messenger" -systeem daar iets hebben gecontroleerd en voorbereid, maar nooit iets hebben kunnen leveren om te testen.
Plannen voor de toekomst
Nu plannen we het volgende project, nog complexer. We werken momenteel aan verschillende ideeën, bijvoorbeeld of we hogesnelheidslasercommunicatie tussen twee stratosferische ballonnen moeten organiseren om ze als repeaters te gebruiken. In de toekomst willen we het aantal toegangspunten vergroten en zorgen voor een stabiele internetverbindingssnelheid van maximaal 1 Mbit/sec binnen een straal van 100-150 km, zodat er bij de volgende lanceringen problemen optreden met het verzenden van online video naar internet zal niet meer ontstaan.
Bron: www.habr.com