Priatelia, v Deň kozmonautiky náš malý server úspešne odletel do stratosféry! Počas letu server na palube stratosférického balóna distribuoval internet, natáčal a prenášal video a telemetrické údaje na zem. A už sa nevieme dočkať, kedy vám povieme, ako to celé prebiehalo a aké prekvapenia nás čakali (no, čo by sme bez nich robili?).
Trochu pozadia a užitočné odkazy pre tých, ktorým všetko uniklo:
- Príspevok o do stratosféry (s ktorou sme sa v praxi stretli pri štarte).
- Ako sme dopadli"» projekt - pre fanúšikov geek porna, s podrobnosťami a kódom.
- projekt, kde bolo možné sledovať pohyb sondy a telemetriu v reálnom čase.
- vesmírne komunikačné systémy, ktoré sme v projekte použili.
- Text spustenie servera do stratosféry.
Keďže sme naozaj chceli štartovať na Deň kozmonautiky a práve v ten deň sme dostali oficiálne povolenie na používanie vzdušného priestoru, museli sme sa prispôsobiť počasiu. A aby vietor neodfúkol stratosférický balón za hranice povoleného pásma, museli sme obmedziť výšku stúpania – namiesto 30 km sme stúpali na 22,7. Ale toto je už stratosféra a približne dvakrát tak vysoko, ako dnes lietajú osobné lietadlá.
Internetové pripojenie so stratosférickým balónom bolo počas letu celkom stabilné. Vaše správy boli prijaté a zobrazené a všetky pauzy sme vyplnili citátmi z Gagarinových rokovaní so Zemou pred 58 rokmi :)
Podľa telemetrie bolo vonku -60 0C a vo vnútri hermetického boxu dosahovalo -22 0C, ale všetko fungovalo stabilne.
Graf zmien teploty vo vnútri (tu a ďalej na stupnici X sú zobrazené desiatky minút):
Na palube bol nainštalovaný ďalší experimentálny digitálny vysokorýchlostný vysielač. Toto je náš pokus o vysokorýchlostné Wi-Fi a zatiaľ nie sme pripravení odhaliť detaily jeho dizajnu. S týmto vysielačom sme chceli vysielať video online. A skutočne, aj napriek oblačnosti sme video signál z GoPro prijímali na palube stratosférického balóna na vzdialenosť až 30 km. Ale keď sme dostali video do nášho riadiaceho centra, nebolo možné ho preniesť na internet po zemi... Teraz vám povieme prečo.
Videozáznamy letu z palubných kamier ukážeme už čoskoro, no zatiaľ si môžete pozrieť online záznam zo sondy
Čakalo nás hlavné prekvapenie: veľmi slabý výkon 4G modemu v našom MCC, ktorý znemožňoval prenos videa online. Hoci sonda úspešne prijímala a vysielala správy cez internet, server ich akceptoval – dostali sme od neho potvrdenia o službách a videli sme ich zobrazené na obrazovke cez video vysielanie. Mali sme obavy z komunikácie so satelitmi a prenosu signálu na Zem, no nikto nečakal taký prepad, že práve mobilný 4G internet sa ukáže ako slabý článok.
A nie v nejakej divočine, ale neďaleko Pereslavl-Zalessky, v oblasti, ktorá je podľa máp MTS a MegaFon dobre pokrytá 4G. V našom mobilnom MCC bol sofistikovaný router Kroks ap-205m1-4gx2h, do ktorého sa vkladajú dve SIM karty a ktorý mal sumarizovať prevádzku na nich, aby sme mohli plnohodnotne vysielať video na internet. Dokonca sme nainštalovali externé panelové antény so ziskom 18 dB. Ale tento kus hardvéru fungoval nechutne. Služba podpory Kroks nám vedela poradiť iba nahranie najnovšieho firmvéru, no nepomohlo to a rýchlosť dvoch 4G SIM kariet sa ukázala byť oveľa horšia ako rýchlosť jednej SIM karty v bežnom USB modeme. Takže, ak mi môžete povedať, ktorý hardvér je nabudúce lepšie organizovať prenos dát so súčtom 4G kanálov, napíšte do komentárov.
Naše výpočty trajektórie sa ukázali ako celkom presné, žiadne prekvapenia sa nekonali. Mali sme šťastie, stratosférický balón pristál na mäkkej rašelinovej pôde 10 metrov od nádrže a 70 km od miesta štartu. Graf vzdialenosti GPS:
A takto sa zmenila vertikálna rýchlosť letu stratosférického balóna:
Pravda, jeden z dvoch displejov pristátie neprežil (áno, boli tam dva, rovnako ako kamery GoPro; duplikácia je dobrý spôsob, ako zvýšiť spoľahlivosť); na videu môžete vidieť, ako to išlo v pruhoch a otočilo sa vypnuté. Ale všetko ostatné vybavenie prežilo pristátie bez problémov.
Závery o experimente a kvalite internetovej komunikácie.
Spôsob, akým server fungoval, vyzeral takto: na vstupnej stránke ste mohli posielať textové správy na server prostredníctvom formulára. Boli prenášané cez protokol HTTP cez 2 nezávislé satelitné komunikačné systémy do počítača zaveseného pod stratosférickým balónom a ten prenášal tieto dáta späť na Zem, ale nie rovnakým spôsobom cez satelit, ale cez rádiový kanál. Takto sme pochopili, že server vo všeobecnosti prijíma dáta a že môže distribuovať internet zo stratosféry. Na tej istej vstupnej stránke bol zobrazený letový poriadok stratosférického balóna a na ňom boli vyznačené miesta prijatia každej vašej správy. To znamená, že ste mohli sledovať trasu a nadmorskú výšku „vysokého servera“ v reálnom čase.
Celkovo naši účastníci odoslali zo vstupnej stránky 166 správ, z ktorých 125 (75 %) bolo úspešne doručených na server. Rozsah oneskorení medzi odoslaním a prijatím bol veľmi veľký, od 0 do 59 sekúnd (priemerné oneskorenie 32 sekúnd).
Nenašli sme žiadnu výraznú koreláciu medzi výškou a úrovňou latencie:
Z tohto grafu je zrejmé, že úroveň oneskorenia nijako nezávisela od vzdialenosti od miesta štartu, to znamená, že sme vaše správy poctivo prenášali cez satelity a nie zo zeme:
Hlavným záverom nášho experimentu je, že môžeme prijímať a distribuovať internetové signály zo stratosférických balónov a takáto schéma má právo na existenciu.
Ako si pamätáte, sľúbili sme, že porovnáme komunikáciu Iridium a GlobalStar (modem Messenger sme nikdy nedostali včas). Stabilita ich práce v našich zemepisných šírkach dopadla takmer rovnako. Nad oblakmi je príjem celkom stabilný. Je škoda, že zástupcovia domáceho systému „Messenger“ tam niečo skontrolovali a pripravili, ale nikdy nedokázali poskytnúť nič na testovanie.
Plány do budúcnosti
Teraz plánujeme ďalší projekt, ešte zložitejší. V súčasnosti pracujeme na rôznych nápadoch, napríklad, či by sme mali zorganizovať vysokorýchlostnú laserovú komunikáciu medzi dvoma stratosférickými balónmi, aby sme ich mohli použiť ako opakovače. Do budúcna chceme zvýšiť počet prístupových bodov a zabezpečiť stabilnú rýchlosť internetového pripojenia do 1 Mbit/s v okruhu 100-150 km, aby sa v budúcnosti spustili problémy s prenosom online videa na internet už nevznikne.
Zdroj: hab.com