Cómo coordinar el vuelo de la sonda hacia la estratosfera (lo que encontraremos en la práctica en el lanzamiento)

El 12 de abril vamos a lanzar una sonda estratosférica con un pequeño servidor, desde donde se transferirá nuestra página a la CDN a continuación. Canal entrante - satélites de comunicación de baja órbita, saliente - transmisión de radio en las frecuencias de la banda de aficionados (telemetría y control) y Wi-Fi (video y datos).


El problema con el lanzamiento es que es un avión no controlado. Quiero decir, es solo una bola de helio, a la que se unen varios kilogramos de hierro. Y esto es importante, porque este hierro puede golpear el avión de otra persona o caer en el territorio de otra persona. A los municipios, por ejemplo, no les gusta cuando cae en el territorio de sus instalaciones. Las reservas naturales también. Pero a Rosatom realmente no le gusta en absoluto.

Habrá una cámara a bordo, es decir, producirá fotografías aéreas. El permiso para ello debe obtenerse del Servicio Federal de Seguridad.

Este es un vuelo pico, es decir, nos elevamos a una altitud de trabajo, completamos rápidamente una misión y descendemos a tierra. La sonda generalmente lleva de 100 a 150 kilómetros desde el punto de partida en la dirección del viento que sopla a una altitud de 30 kilómetros del suelo. Por encima de 20 km, la turbulencia generalmente desaparece, y la densidad del aire es 100 veces menor (el límite característico de la atmósfera es visible en la encuesta), por lo que el vuelo allí se vuelve más suave. Podemos volar incluso a Vladivostok, pero cuanto mayor es la trayectoria, más difícil es obtener la aprobación oficial del vuelo, lo que nos hace reducir el vuelo lo más posible.

Así es como se ve este vuelo, el 99% de toda la atmósfera de la Tierra ya está debajo de nuestra plataforma estratosférica:


Lo primero que hacemos es buscar un lugar donde 150 kilómetros de vuelo en la dirección "más o menos" en el viento sean más fáciles de coordinar. Para hacer esto, vaya a fpln.ru (por cierto, funciona en OpenStreetMap) y busque un lugar donde necesite un mínimo de aprobaciones:


Como regla, esto significa que debe alejarse de Moscú: ir más allá de las zonas de aeropuertos, varias instalaciones militares y edificios generalmente densos. Me gustaría comenzar no desde la ciudad (esto reducirá la coordinación) y ciertamente aterrizar en el campo o al menos en el bosque por la misma razón. También sería bueno si no hubiera nada en el punto de aterrizaje que nos hiciera buscar una sonda con una carga útil de más de 5-6 horas.

Si estas son sus primeras aprobaciones, prepárese para una búsqueda muy larga con documentos oficiales. Algunas aprobaciones pueden tomar con calma un par de meses. Para reducir riesgos, hacemos lo siguiente:

1. Para las aprobaciones más largas (puntos de partida, vuelos sobre áreas extensas) damos un área bastante grande y varios puntos de partida. Si el viento cambia repentinamente de lo esperado, entonces será posible cambiar el punto de partida. Por ejemplo, si ha cambiado en 20 grados, será posible pasar a otro inicio y hacer que el aterrizaje esté en el mismo lugar donde lo planeamos originalmente. Los puntos de partida son los más fáciles de negociar. En nuestra historia, seremos lanzados desde el campo fuera del territorio municipal, por lo que simplemente estaremos de acuerdo con el propietario.
2. Estamos poniendo fechas de inicio de reserva, por supuesto.

El plan de vuelo de un vehículo no administrado antes de la salida directa es un sector. Desde el punto de vista de la lógica de coordinación, el dispositivo se puede ubicar en cualquier parte de este sector en cualquier momento durante el vuelo, por lo tanto, se asigna exclusivamente para nuestro vuelo durante todo el tiempo establecido ...

Con todos los propietarios de áreas restringidas en el mapa, debe pasar por el proceso de aprobación. Por ejemplo, si sobrevolamos la reserva, obtenga permiso de ellos, si sobrepasa el Rosatom antes mencionado, de ellos, etc. Naturalmente, también es necesario coordinarse con todos los campos de aviación circundantes. Todos los despachadores de aviación que controlan las rutas de vuelo de los aviones también deben ser advertidos.

3-5 días antes del inicio, aparece un pronóstico del tiempo y el viento, en el que puede confiar, y debe comenzar a coordinar el vuelo en forma de una bifurcación de trayectorias. Esto ya no es un área amplia de pincelada con diferentes puntos de partida, sino un punto de partida y el ángulo de dispersión del viento. A veces se trata de trayectorias en forma de z, a veces círculos o cuadrados (según el clima y el plan específicos). Pero con mayor frecuencia es el punto de partida y el ángulo.

Un ejemplo de cómo elaborar una aplicación para lanzar globos y globos - sondas

En esta etapa, se debe presentar una solicitud al centro de gestión del tránsito aéreo. Esta aplicación permite o no permite el uso del espacio aéreo. Luego establecen un modo de uso particular y lo insertan en el plan. Esto es si no están confundidos por nada en las aprobaciones. Pero el centro puede solicitar coordinación adicional con áreas vecinas, aeródromos o con el Estado Mayor.

Si todo está bien, dan permiso preliminar tres días antes del comienzo. En este punto, ya estamos comenzando a preparar nuestro mini-MCC. Así es como se ve:


Una hora antes del inicio, debe llamar y aclarar si todo está bien. En este punto, el plan de vuelo para el centro se compara con el clima real (viento). Hay tres opciones posibles:

1. El clima se predijo bien. Entonces solo volamos.
2. El clima es variable, pero se ajusta al pronóstico. Luego debemos transmitir las coordenadas de la sonda a los despachadores cada pocos minutos por radio mientras vuelan.
3. El clima no se predice correctamente. El vuelo generalmente está prohibido o transferido a otra ventana (si corresponde).

Además de las sorpresas con el clima el día del vuelo, pueden ocurrir eventos impredecibles como los ejercicios en algunos aeródromos militares. Hay prioridad en el uso del espacio aéreo. Nuestra sonda se inicia desde un individuo, y un individuo tiene la prioridad más baja en comparación con las tareas estatales, tareas militares, vuelos de pasajeros, etc. Si el ejército tiene ejercicios, entonces el centro puede decir: "Bueno, lo siento, tres aviones volaron a su plaza, no hay nada que hacer". Periódicamente, en los lanzamientos de globos meteorológicos, se producen intersecciones con el laboratorio volador de los astronautas IL-76, donde se entrenan para trabajar en gravedad cero. Su prioridad también es previsiblemente mayor. Debemos esperar la finalización de su vuelo.

Nosotros mismos podemos desenganchar la carga de la pelota. Los controladores de tráfico aéreo también pueden solicitarlo en cualquier momento. Esto significa que le damos una orden al dispositivo, allí un dispositivo especial desconecta la carabina y la bola se eleva hacia arriba (donde explota rápidamente por la presión), y la carga cae debajo de un paracaídas. Esto es necesario en caso de un cambio brusco en el viento y otros incidentes, cuando el peligro de que una pelota se mueva en una zona fuera de diseño es mucho mayor que el peligro de aterrizar en una ubicación fuera de diseño. Realmente esperamos que el resultado del vuelo no sea algo así como "mató a la vaca por el enrutador".


Por sí sola, la pelota casi no es peligrosa, está llena de helio inerte no combustible. Pero la carga es más pesada que un pájaro y vuela más alto que un pájaro, por lo que puede ser un obstáculo desagradable para los aviones, aunque hasta ahora no conocemos un solo caso de accidentes que involucren globos de sondas. Naturalmente, tratamos de dibujar una trayectoria sobre áreas escasamente pobladas para minimizar posibles problemas durante el aterrizaje.

Lo más probable es que comencemos en el área de Pereslavl-Zalessky, donde tenemos coordinación con el FSB, el ejército, el aeropuerto, el centro zonal y el propietario del campo de lanzamiento.

¿Lanzaremos exactamente el día de la cosmonautica? No

Aquí hay algunas cosas que pueden interferir:

- Nublado
No habrá problemas con el lanzamiento, pero habrá interferencia en la transmisión de video, ya que las nubes amortiguarán la señal (y estamos limitados en potencia y en las propiedades de los transmisores). La probabilidad de cobertura de nubes se estima en aproximadamente el 30%.

- Fuerte viento cerca del suelo
Esto complica el lanzamiento. 2 de cada 100 lanzamientos fallan debido a esto, o necesita tener sondas de repuesto en caso de que la principal se rompa con ráfagas de viento. Calificación informal - 20%.

- Precipitaciones (lluvia o nieve)
Comenzar durante la lluvia o la nieve puede conducir a un cambio en la ruta de vuelo. La lluvia en la electrónica o en las lentes de la cámara puede dañar el equipo o la imagen. Puntuación 20%.

- Ejercicios repentinos o vuelos especiales.
Dependiendo del horario de trabajo de los aeródromos más cercanos, puede suceder que obtener permiso para un día sea más difícil que para otro. Debido a esto, a veces tienes que posponer el inicio. La probabilidad es inferior al 20% por experiencia.

¿Qué puede pasar durante el vuelo y el aterrizaje?

- Aterrizando en un lugar difícil
La posibilidad es inferior al 10% en el sector actual. Pero de todos modos, es posible aterrizar en un lugar inaccesible, que requiere más de 1 día para seleccionar el equipo. Debe llegar al lugar de aterrizaje, recoger el equipo y descargar materiales de video del tablero. Por lo tanto, no espere resultados de inmediato)

- "Redención" de la sonda
1 vez tuve que pagar al buscador para devolver el equipo. 2 veces regalado de forma gratuita. Esto sucede si extraños aterrizan en la línea de visión cuando recogen la sonda que tenemos ante nosotros. Es por eso que estamos buscando una sonda con un premio en automóviles, para que puedan ser atrapados directamente en el descenso directamente por telemetría. La probabilidad del 3% según estadísticas de 100 vuelos.

- Pérdida de equipo al aterrizar en un lugar inaccesible.
De los 100 estratostatos lanzados, 3 se perdieron debido a la caída o el aterrizaje en un lugar desde donde el equipo no pudo establecer comunicación con el satélite y transmitir sus coordenadas.
Para reducir esta probabilidad, tratamos de asegurar una flotabilidad positiva de la carga útil y sistemas de comunicación duplicados.

- Problemas con la capacidad de los canales de comunicación.
El día del lanzamiento, la velocidad de los canales de acceso a Internet disponibles puede no ser suficiente en la ubicación aprobada. Esto se aplica a la capacidad del transpondedor y a la transmisión de video del mini-MCC. En nuestro globo de estratosfera utilizamos dos canales de comunicación diferentes. En la tierra: todos los operadores disponibles con un puente. Evaluación de riesgos: menos del 10%.

- Desaparición del canal de comunicación del estratostato al suelo.
Debido a las malas condiciones climáticas o los problemas técnicos asociados con las duras condiciones de operación de los equipos en la estratosfera (temperatura de hasta -70 ° C), la transmisión del estratostato al suelo puede detenerse. En este caso, todos estaremos aburridos, pero así es la vida. Evaluación de riesgos: menos del 10%.


Por lo tanto, no prometemos el 100% del espectáculo, pero hacemos todo lo posible para que funcione. Lo principal es que haga buen tiempo. Y con eso, parece (pah-pah) hasta ahora todo está en orden de acuerdo con el pronóstico, pero ya sabes cómo los pronósticos a veces se confunden :).

Invitamos al Habrazhitel a participar en nuestro experimento y competir por el premio principal: un viaje a Baikonur.