Amigos, en el Día de la Cosmonáutica, nuestro pequeño servidor voló con éxito a la estratosfera. Durante el vuelo, el servidor a bordo del globo estratosférico distribuyó Internet, disparó y transmitió datos de video y telemetría al suelo. Y estamos ansiosos por saber cómo fue todo y cuáles fueron las sorpresas (bueno, ¿cómo sin ellas?).
Un poco de historia y enlaces útiles, para aquellos que se perdieron todo:
- Una publicación sobre cómo coordinar el vuelo de la sonda hacia la estratosfera (que encontramos en la práctica en el lanzamiento).
- Como hicimos la " parte de hierro " del proyecto, para los fanáticos del porno geek, con detalles y código.
- El sitio web del proyecto, donde fue posible monitorear el movimiento de la sonda y la telemetría en tiempo real.
- Comparación de los sistemas de comunicación espacial que utilizamos en el proyecto.
- Traducción de texto del lanzamiento del servidor a la estratosfera.
Como realmente queríamos lanzar el Día de la Cosmonáutica y recibimos permiso oficial para usar el espacio aéreo ese día, tuvimos que adaptarnos al clima. Y para que el viento no sacara el globo estratosférico más allá de los límites de la zona permitida, tuvimos que limitar la altura del ascenso; en lugar de 30 km, subimos 22.7. Pero esto ya es la estratosfera, y hoy es casi el doble que los aviones de pasajeros.
La conexión a Internet con el globo estratosférico fue bastante estable durante todo el vuelo. Sus mensajes fueron recibidos y mostrados, y llenamos las pausas con citas de las conversaciones de Gagarin con la Tierra hace 58 años :)
Según la telemetría, fue -60
0 por la borda, y dentro de la caja presurizada alcanzó -22
0 , pero todo funcionó de manera estable.
Gráfico de los cambios de temperatura en el interior (aquí y más en la escala X, se posponen decenas de minutos):
A bordo se instaló otro transmisor digital experimental de alta velocidad. Este es nuestro intento de hacer Wi-Fi de alta velocidad, y hasta ahora no estamos listos para revelar los detalles de su diseño. Usando este transmisor, queríamos transmitir video en línea. De hecho, a pesar de la nubosidad, recibimos la señal de video de GoPro a bordo del globo estratosférico a una distancia de hasta 30 km. Pero habiendo aceptado el video en nuestro MCC, no fue posible transferirlo a Internet en el terreno ... Ahora le diremos por qué.
Pronto mostraremos las grabaciones de video del vuelo desde las cámaras a bordo, pero por ahora puede ver la grabación en línea desde la sonda
La principal sorpresa nos esperaba: el muy mal trabajo del módem 4G en nuestro MCC, por lo que no fue posible transmitir video en línea. Aunque la sonda recibió y transmitió con éxito mensajes a través de Internet, el servidor los recibió: recibimos reconocimientos de servicio y vimos su visualización en la pantalla a través de una transmisión de video. Nos preocupaban las comunicaciones con los satélites y la transmisión de señales a la Tierra, pero nadie esperaba tal emboscada que Internet 4G móvil sería un enlace débil.
Y no en un lugar remoto, pero no lejos de Pereslavl-Zalessky, en un área que, según las tarjetas de MTS y MegaFon, está bien cubierta con 4G. En nuestro MCC móvil había un enrutador Kroks ap-205m1-4gx2h engañado, en el que se insertaban dos tarjetas SIM, y que tenía que resumir el tráfico en ellas para que pudiéramos transmitir completamente el video a Internet. Incluso instalamos antenas de panel externo con una ganancia de 18 dB. Pero esta pieza de hierro funcionó asquerosamente. El servicio de soporte de Kroks pudo aconsejarnos solo para completar el último firmware, pero esto no ayudó, y la velocidad de dos tarjetas SIM 4G resultó ser mucho peor que la velocidad de una tarjeta SIM en un módem USB normal. Entonces, si puede determinar qué pieza de hierro la próxima vez es mejor organizar la transferencia de datos con la suma de los canales 4G, escriba los comentarios.
Nuestros cálculos de trayectoria resultaron ser bastante precisos, no surgieron sorpresas. Tuvimos suerte, el globo estratosférico aterrizó en un suelo de turba suave a 10 metros del embalse y a 70 km del sitio de lanzamiento. Tabla de distancia GPS:
Y así, la velocidad vertical del globo estratosférico cambió:
Es cierto que una de las dos pantallas de aterrizaje no sobrevivió (sí, había dos de ellas, como las cámaras GoPro; la duplicación es una buena manera de aumentar la confiabilidad), el video muestra cómo funcionó en franjas y se apagó. Pero todo el resto del equipo sufrió un aterrizaje sin ningún problema.
Conclusiones sobre el experimento y la calidad de las comunicaciones por Internet.
El esquema de operación del servidor era el siguiente: en la página de inicio, podía enviar mensajes de texto al servidor a través del formulario. Fueron transferidos a través del protocolo HTTP a través de 2 sistemas de comunicación satelital independientes a una computadora suspendida bajo un globo estratosférico, y este último transmitió estos datos a la Tierra, pero no de la misma manera por satélite, sino por radio. Por lo tanto, entendimos que el servidor generalmente recibe datos y que puede distribuir Internet desde la estratosfera. En la misma página de aterrizaje, se mostró una carta de vuelo de un globo estratosférico y se marcaron los puntos de recepción de cada uno de sus mensajes. Es decir, puede rastrear en tiempo real la ruta y la altura del "servidor trascendental".
En total, nuestros participantes enviaron 166 mensajes desde la página de inicio, de los cuales 125 (75%) fueron entregados con éxito al servidor. El intervalo de retraso entre el envío y la recepción resultó ser muy grande, de 0 a 59 segundos (retraso promedio de 32 segundos).
No encontramos ninguna correlación notable entre la altura y el nivel de retraso:
Se puede ver en este gráfico que el nivel de retraso no dependía de la distancia desde el sitio de lanzamiento, es decir, honestamente transmitimos sus mensajes a través de satélites, y no desde el suelo:
La principal conclusión de nuestro experimento es que podemos recibir y distribuir la señal de Internet desde los estratostatos, y dicho esquema tiene derecho a existir.
Como recordará, prometimos comparar la conexión entre Iridium y GlobalStar (no recibimos el módem "Messenger" a tiempo). La estabilidad de su trabajo en nuestras latitudes fue casi la misma. Sobre las nubes, la recepción es bastante estable. Es lamentable que los representantes del sistema doméstico "Gonets" verificaron algo allí, lo prepararon, pero no pudieron proporcionar nada para las pruebas.
Planes futuros
Ahora, estamos planeando el próximo proyecto, aún más complejo. Actualmente estamos trabajando en varias ideas, por ejemplo, si debemos organizar una comunicación láser de alta velocidad entre dos estratostatos para usarlos como repetidores. En el futuro, queremos aumentar el número de puntos de acceso y garantizar una velocidad de conexión a Internet estable de hasta 1 Mbps en un radio de 100-150 km, para que en los próximos lanzamientos ya no haya problemas con la transferencia de videos en línea a Internet.