Freunde, am Cosmonautics Day ist unser kleiner Server erfolgreich in die Stratosphäre geflogen! Während des Fluges verteilte der Server an Bord des Stratosphärenballons das Internet, schoss und übertrug Video- und Telemetriedaten auf den Boden. Und wir sind gespannt, wie alles gelaufen ist und was die Überraschungen waren (na ja, wie ohne sie?).
Ein kleiner Hintergrund und nützliche Links für diejenigen, die alles verpasst haben:
- Ein Beitrag darüber, wie der Flug der Sonde in die Stratosphäre koordiniert werden kann (was uns in der Praxis beim Start begegnet ist).
- Wie wir den " eisernen Teil " des Projekts gemacht haben - für Fans von Geek-Pornos, mit Details und Code.
- Die Projektwebsite, auf der die Bewegung der Sonde und die Telemetrie in Echtzeit überwacht werden konnten.
- Vergleich der im Projekt verwendeten Weltraumkommunikationssysteme.
- Textübersetzung des Serverstarts in die Stratosphäre.
Da wir den Cosmonautics Day unbedingt starten wollten und an diesem Tag die offizielle Erlaubnis zur Nutzung des Luftraums erhielten, mussten wir uns an das Wetter anpassen. Und damit der Wind den stratosphärischen Ballon nicht über die Grenzen der erlaubten Zone hinaus herausnahm, mussten wir die Höhe des Anstiegs begrenzen - statt 30 km stiegen wir auf 22,7. Aber das ist schon die Stratosphäre und ungefähr doppelt so hoch wie Passagierflugzeuge heute fliegen.
Die Internetverbindung mit dem Stratosphärenballon war während des gesamten Fluges recht stabil. Ihre Nachrichten wurden empfangen und angezeigt, und wir haben die Pausen mit Zitaten aus Gagarins Verhandlungen mit der Erde vor 58 Jahren gefüllt :)
Laut Telemetrie war es -60
0 über Bord und in der Druckbox erreichte es -22
0 , aber alles funktionierte stabil.
Diagramm der Temperaturänderungen im Inneren (hier und weiter auf der X-Skala werden einige zehn Minuten verschoben):
An Bord wurde ein weiterer experimenteller digitaler Hochgeschwindigkeitssender installiert. Dies ist unser Versuch, Highspeed-WLAN zu entwickeln, und bis jetzt sind wir nicht bereit, die Details seines Designs offenzulegen. Mit diesem Sender wollten wir Videos online übertragen. Trotz der Bewölkung wurde das Videosignal von GoPro an Bord des Stratosphärenballons von uns in einer Entfernung von bis zu 30 km empfangen. Nachdem wir das Video in unserem Kundencenter akzeptiert hatten, war es nicht möglich, es vor Ort ins Internet zu übertragen ... Jetzt werden wir Ihnen sagen, warum.
Wir werden in Kürze die Videoaufzeichnungen des Fluges von den Bordkameras zeigen, aber jetzt können Sie die Online-Aufzeichnung von der Sonde aus ansehen
Die Hauptüberraschung erwartete uns: die sehr schlechte Arbeit des 4G-Modems in unserem Kundencenter, aufgrund derer es nicht möglich war, Videos online zu übertragen. Obwohl die Sonde erfolgreich Nachrichten über das Internet empfangen und gesendet hat, wurden sie vom Server empfangen. Wir haben von ihm Dienstbestätigungen erhalten und ihre Anzeige auf dem Bildschirm über eine Videoübertragung gesehen. Wir hatten Bedenken hinsichtlich der Kommunikation mit Satelliten und der Übertragung eines Signals zur Erde, aber niemand erwartete einen solchen Hinterhalt, dass das mobile 4G-Internet ein schwaches Glied sein würde.
Und nicht an einem abgelegenen Ort, aber nicht weit von Pereslavl-Zalessky entfernt, in einem Gebiet, das laut den Karten von MTS und MegaFon gut mit 4G bedeckt ist. In unserem mobilen Kundencenter gab es einen ausgetricksten Kroks ap-205m1-4gx2h-Router, in den zwei SIM-Karten eingelegt waren und der den Datenverkehr auf diesen zusammenfassen musste, damit wir Videos vollständig ins Internet übertragen konnten. Wir haben sogar externe Panel-Antennen mit einer Verstärkung von 18 dB installiert. Aber dieses Stück Eisen wirkte widerlich. Der Kroks-Support konnte uns nur raten, die neueste Firmware auszufüllen, aber das half nicht, und die Geschwindigkeit von zwei 4G-SIM-Karten erwies sich als viel schlechter als die Geschwindigkeit einer SIM-Karte in einem normalen USB-Modem. Wenn Sie also beim nächsten Mal feststellen können, welches Stück Eisen besser ist, um die Datenübertragung mit der Summe der 4G-Kanäle zu organisieren, schreiben Sie in die Kommentare.
Unsere Flugbahnberechnungen erwiesen sich als ziemlich genau, es gab keine Überraschungen. Wir hatten Glück, dass der stratosphärische Ballon 10 Meter vom Stausee und 70 km vom Startplatz entfernt auf weichem Torfboden landete. GPS-Entfernungskarte:
Und so änderte sich die vertikale Geschwindigkeit des Stratosphärenballons:
Zwar hat eines der beiden Displays die Landung nicht überlebt (ja, es gab zwei davon, wie GoPro-Kameras; Duplizierung ist ein guter Weg, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen). Das Video zeigt, wie es in Streifen lief und ausgeschaltet wurde. Der Rest der Ausrüstung landete jedoch ohne Probleme.
Schlussfolgerungen zum Experiment und zur Qualität der Internetkommunikation.
Das Server-Betriebsschema war wie folgt: Auf der Zielseite konnten Sie über das Formular Textnachrichten an den Server senden. Sie wurden über das HTTP-Protokoll über zwei unabhängige Satellitenkommunikationssysteme an einen Computer übertragen, der unter einem stratosphärischen Ballon aufgehängt war, und dieser übertrug diese Daten zur Erde zurück, jedoch nicht auf die gleiche Weise über Satellit, sondern über Funk. Daher haben wir verstanden, dass der Server im Allgemeinen Daten empfängt und das Internet aus der Stratosphäre verteilen kann. Auf derselben Zielseite wurde eine Flugkarte eines stratosphärischen Ballons angezeigt, auf der die Empfangspunkte jeder Ihrer Nachrichten markiert waren. Das heißt, Sie können in Echtzeit die Route und die Höhe des "transzendentalen Servers" verfolgen.
Insgesamt haben unsere Teilnehmer 166 Nachrichten von der Zielseite gesendet, von denen 125 (75%) erfolgreich an den Server übermittelt wurden. Der Verzögerungsbereich zwischen Senden und Empfangen war sehr groß und lag zwischen 0 und 59 Sekunden (durchschnittliche Verzögerung 32 Sekunden).
Wir fanden keine erkennbare Korrelation zwischen der Höhe und dem Grad der Verzögerung:
Aus dieser Grafik ist ersichtlich, dass der Verzögerungspegel nicht von der Entfernung vom Startort abhängt, dh wir haben Ihre Nachrichten ehrlich über Satelliten und nicht vom Boden aus übertragen:
Die wichtigste Schlussfolgerung aus unserem Experiment ist, dass wir das Internet-Signal von Stratostaten empfangen und verteilen können, und ein solches Schema hat das Recht zu existieren.
Wie Sie sich erinnern, haben wir versprochen, die Verbindung zwischen Iridium und GlobalStar zu vergleichen (wir haben das "Messenger" -Modem nicht rechtzeitig erhalten). Die Stabilität ihrer Arbeit in unseren Breiten war fast gleich. Über den Wolken ist der Empfang ziemlich stabil. Es ist bedauerlich, dass die Vertreter des häuslichen Systems „Gonets“ dort etwas überprüft, vorbereitet, aber nichts zum Testen zur Verfügung stellen konnten.
Zukunftspläne
Jetzt planen wir das nächste Projekt, das noch komplexer ist. Wir arbeiten derzeit an verschiedenen Ideen, zum Beispiel, ob wir eine Hochgeschwindigkeits-Laserkommunikation zwischen zwei Stratostaten organisieren sollten, um sie als Repeater zu verwenden. In Zukunft wollen wir die Anzahl der Access Points erhöhen und eine stabile Internetverbindungsgeschwindigkeit von bis zu 1 Mbit / s in einem Radius von 100 bis 150 km sicherstellen, damit bei den nächsten Starts keine Probleme mehr mit der Übertragung von Online-Videos ins Internet auftreten.