Vänner, på Cosmonautics Day flög vår lilla server framgångsrikt in i stratosfären! Under flygningen distribuerade servern ombord på den stratosfäriska ballongen Internet, filmade och överförde video- och telemetridata till marken. Och vi kan inte vänta med att berätta hur det hela gick och vilka överraskningar det fanns (ja, vad skulle vi göra utan dem?).
Lite bakgrund och användbara länkar för den som missat allt:
- Ett inlägg om in i stratosfären (som vi stötte på i praktiken under lanseringen).
- Hur gick det för oss"» projekt - för fans av nördporr, med detaljer och kod.
- projekt, där det var möjligt att övervaka sondens rörelse och telemetri i realtid.
- rymdkommunikationssystem som vi använde i projektet.
- Text lanserar servern i stratosfären.
Eftersom vi verkligen ville sjösätta på Cosmonautics Day och fick officiellt tillstånd att använda luftrummet just den dagen, var vi tvungna att anpassa oss efter vädret. Och för att vinden inte skulle blåsa stratosfärballongen bortom gränserna för den tillåtna zonen var vi tvungna att begränsa uppstigningshöjden - istället för 30 km steg vi till 22,7. Men det här är redan stratosfären och ungefär dubbelt så högt som passagerarplan flyger idag.
Internetuppkopplingen med den stratosfäriska ballongen var ganska stabil under hela flygningen. Dina meddelanden togs emot och visades, och vi fyllde alla pauser med citat från Gagarins förhandlingar med jorden för 58 år sedan :)
Enligt telemetri var det -60 0C ute, och inne i den hermetiska lådan nådde det -22 0C, men allt fungerade stabilt.
Diagram över temperaturförändringar inuti (här och längre fram på X-skalan visas tiotals minuter):
En annan experimentell digital höghastighetssändare installerades ombord. Detta är vårt försök att skapa höghastighets-Wi-Fi, och vi är inte redo att avslöja detaljerna i dess design ännu. Med den här sändaren ville vi sända video online. Och faktiskt, trots molnigheten, fick vi videosignalen från GoPro ombord på den stratosfäriska ballongen på ett avstånd av upp till 30 km. Men efter att ha tagit emot videon i vårt kontrollcenter var det inte möjligt att överföra det till Internet över marken... Nu ska vi berätta varför.
Vi kommer snart att visa videoinspelningar av flygningen från kameror ombord, men för tillfället kan du se onlineinspelningen från sonden
Den största överraskningen väntade oss: mycket dålig prestanda för 4G-modemet i vårt MCC, vilket gjorde det omöjligt att överföra video online. Även om sonden framgångsrikt tog emot och överförde meddelanden via Internet, accepterades de av servern - vi fick tjänstbekräftelser från den och såg dem visas på skärmen via videosändning. Vi hade oro för kommunikation med satelliter och signalöverföring till jorden, men ingen förväntade sig ett sådant bakhåll att det var det mobila 4G-internet som skulle visa sig vara den svaga länken.
Och inte i någon vildmark, men inte långt från Pereslavl-Zalessky, i ett område som enligt MTS- och MegaFon-kartor är väl täckt med 4G. I vår mobila MCC fanns en sofistikerad Kroks ap-205m1-4gx2h-router, i vilken två SIM-kort är insatta, och som var tänkt att sammanfatta trafiken på dem så att vi helt kunde sända video till Internet. Vi installerade till och med externa panelantenner med 18 dB förstärkning. Men den här hårdvaran fungerade äckligt. Kroks supporttjänst kunde bara råda oss att ladda upp den senaste firmwaren, men det hjälpte inte, och hastigheten på två 4G SIM-kort visade sig vara mycket sämre än hastigheten på ett SIM-kort i ett vanligt USB-modem. Så om du kan berätta för mig vilken hårdvara som är bättre att organisera dataöverföring med summering av 4G-kanaler nästa gång, skriv i kommentarerna.
Våra banaberäkningar visade sig vara ganska exakta, det fanns inga överraskningar. Vi hade tur, den stratosfäriska ballongen landade på mjuk torvjord 10 meter från reservoaren och 70 km från uppskjutningsplatsen. GPS-avståndsgraf:
Och så här ändrades den vertikala flyghastigheten för den stratosfäriska ballongen:
Det är sant att en av de två skärmarna inte överlevde landningen (ja, det var två av dem, precis som GoPro-kamerorna; duplicering är ett bra sätt att öka tillförlitligheten); i videon kan du se hur det gick i ränder och vände av. Men all annan utrustning klarade landningen utan problem.
Slutsatser om experimentet och kvaliteten på Internetkommunikation.
Hur servern fungerade såg ut så här: på landningssidan kunde du skicka textmeddelanden till servern genom ett formulär. De överfördes via HTTP-protokollet genom 2 oberoende satellitkommunikationssystem till en dator som hängde under den stratosfäriska ballongen, och den överförde denna data tillbaka till jorden, men inte på samma sätt via en satellit, utan via en radiokanal. Således förstod vi att servern i allmänhet tar emot data och att den kan distribuera Internet från stratosfären. På samma landningssida visades flygschemat för den stratosfäriska ballongen, och mottagningspunkterna för vart och ett av dina meddelanden markerades på den. Det vill säga, du kan spåra rutten och höjden för den "skyhöga servern" i realtid.
Totalt skickade våra deltagare 166 meddelanden från landningssidan, varav 125 (75%) lyckades levereras till servern. Omfånget av förseningar mellan sändning och mottagning var mycket stort, från 0 till 59 sekunder (genomsnittlig fördröjning 32 sekunder).
Vi hittade ingen märkbar korrelation mellan höjd och latensnivå:
Från denna graf är det tydligt att nivån på fördröjningen inte på något sätt berodde på avståndet från uppskjutningsplatsen, det vill säga att vi ärligt skickade dina meddelanden via satelliter och inte från marken:
Huvudslutsatsen från vårt experiment är att vi kan ta emot och distribuera internetsignaler från stratosfäriska ballonger, och ett sådant system har rätt att existera.
Som ni minns lovade vi att jämföra Iridiums och GlobalStars kommunikation (vi fick aldrig Messenger-modemet i tid). Stabiliteten i deras arbete på våra breddgrader visade sig vara nästan densamma. Ovanför molnen är mottagningen ganska stabil. Det är synd att representanter för det inhemska "Messenger" -systemet kontrollerade och förberedde något där, men aldrig kunde tillhandahålla något för testning.
Planer för framtiden
Nu planerar vi nästa projekt, ännu mer komplext. Vi arbetar just nu med olika idéer, till exempel om vi ska organisera höghastighetslaserkommunikation mellan två stratosfäriska ballonger för att kunna använda dem som repeatrar. I framtiden vill vi öka antalet accesspunkter och säkerställa en stabil internetuppkopplingshastighet på upp till 1 Mbit/sek inom en radie av 100-150 km, så att det i nästa lanserar problem med att överföra onlinevideo till Internet kommer inte längre att uppstå.
Källa: will.com