Comment coordonner le vol de la sonde dans la stratosphère (ce que nous rencontrerons en pratique au lancement)

Le 12 avril, nous allons lancer une sonde stratosphérique avec un petit serveur, d'où notre page sera transférée vers le CDN ci-dessous. Canal entrant - satellites de communication en orbite basse, sortant - flux radio aux fréquences de la bande amateur (télémétrie et contrôle) et Wi-Fi (vidéo et données).


Le problème avec le lancement est qu'il s'agit d'un avion non contrôlé. Je veux dire, c'est juste une boule d'hélium, à laquelle plusieurs kilogrammes de fer sont attachés. Et c'est important, car ce fer peut frapper dans l'avion de quelqu'un d'autre ou tomber sur le territoire de quelqu'un. Les municipalités, par exemple, n'aiment pas cela lorsque cela tombe sur le territoire de ses installations. La réserve naturelle aussi. Mais Rosatom n'aime vraiment pas ça du tout.

Il y aura un appareil photo à bord, c'est-à-dire qu'il fera de la photographie aérienne. L'autorisation doit être obtenue auprès du Service fédéral de sécurité.

Il s'agit d'un vol de pointe, c'est-à-dire que nous montons à une altitude de travail, terminons rapidement une mission et descendons pour atterrir. La sonde porte généralement à 100-150 kilomètres du point de départ dans la direction du vent qui souffle à une altitude de 30 kilomètres du sol. Au-dessus de 20 km, les turbulences disparaissent généralement et la densité de l'air y est 100 fois inférieure (la frontière caractéristique de l'atmosphère est visible sur le relevé), de sorte que le vol y devient plus fluide. Nous pouvons même voler vers Vladivostok, mais plus la trajectoire est grande, plus il est difficile d'obtenir l'approbation officielle du vol, ce qui nous fait réduire le vol autant que possible.

Voici à quoi ressemble ce vol, 99% de l'atmosphère terrestre est déjà en dessous de notre plateforme stratosphérique:


La première chose que nous faisons est de chercher un endroit où 150 kilomètres de vol dans la direction «à peu près cette» dans le vent seront plus faciles à coordonner. Pour ce faire, allez sur fpln.ru (cela fonctionne d'ailleurs sur OpenStreetMap) et cherchez un endroit où vous avez besoin d'un minimum d'approbations:


En règle générale, cela signifie que vous devez vous éloigner de Moscou - aller au-delà des zones des aéroports, des diverses installations militaires et des bâtiments généralement denses. J'aimerais ne pas partir de la ville (cela réduira la coordination) et certainement atterrir sur le terrain ou au moins dans la forêt pour la même raison. Ce serait aussi bien s'il n'y avait rien au point d'atterrissage qui nous a fait chercher une sonde avec une charge utile de plus de 5-6 heures.

S'il s'agit de vos premières approbations, alors préparez-vous à une très longue quête avec des documents officiels. Certaines approbations peuvent calmement prendre jusqu'à quelques mois. Pour réduire les risques, nous procédons comme suit:

1. Pour les agréments les plus longs (points de départ, survol de grandes surfaces) nous donnons une surface assez large et plusieurs points de départ. Si le vent change soudainement de prévu, il sera alors possible de changer le point de départ. Par exemple, s'il a changé de 20 degrés, il sera possible de passer à un autre départ et de faire en sorte que l'atterrissage soit au même endroit où nous l'avions initialement prévu. Les points de départ sont les plus faciles à négocier. Dans notre histoire, nous serons lancés depuis le terrain en dehors du territoire municipal, nous serons donc simplement d'accord avec le propriétaire.
2. Nous fixons des dates de début de réserve, bien sûr.

Le plan de vol d'un véhicule non géré avant le départ direct est un secteur. Du point de vue de la logique de coordination, l'appareil peut être localisé n'importe où dans ce secteur à tout moment du vol, il est donc alloué exclusivement pour notre vol pendant tout le temps indiqué ...

Avec tous les propriétaires de zones réglementées sur la carte, vous devez suivre le processus d'approbation. Par exemple, si nous survolons la réserve - obtenez leur permission, si au-dessus du Rosatom susmentionné - d'eux et ainsi de suite. Naturellement, il est également nécessaire de se coordonner avec tous les aérodromes environnants. Tous les régulateurs d'aviation contrôlant les itinéraires de vol des aéronefs doivent également être avertis.

3-5 jours avant le départ, une météo et des prévisions de vent apparaissent, auxquelles vous pouvez vous fier, et vous devez commencer à coordonner le vol sous la forme d'une fourchette de trajectoires. Ce n'est plus une large zone de coup de pinceau avec différents points de départ, mais un seul point de départ et l'angle de dispersion par rapport au vent. Parfois, ce sont des trajectoires en forme de Z, parfois des cercles ou des carrés (en fonction de la météo et du plan spécifiques). Mais le plus souvent, c'est le point de départ et l'angle.

Un exemple de création d'une application pour lancer des ballons et des ballons - sondes

À ce stade, une demande doit être soumise au centre de gestion du trafic aérien. Cette application autorise ou non l'utilisation de l'espace aérien. Ensuite, ils établissent un mode d'utilisation particulier et l'insèrent dans le plan. C'est s'ils ne sont pas confondus par quoi que ce soit dans les approbations. Mais le centre peut demander une coordination supplémentaire avec les zones voisines, les aérodromes ou avec l'état-major général.

Si tout va bien, ils donnent une autorisation préalable trois jours avant le départ. À ce stade, nous commençons déjà à préparer notre mini-MCC. Voici à quoi ça ressemble:


Une heure avant le départ, vous devez appeler et clarifier si tout va bien. À ce stade, le plan de vol pour le centre est comparé au temps réel (vent). Il y a trois options possibles:

1. Le temps était bien prévu. Ensuite, nous volons.
2. Le temps est variable, mais il s'inscrit dans les prévisions. Ensuite, nous devons transmettre les coordonnées de la sonde aux répartiteurs toutes les quelques minutes par radio pendant leur vol.
3. La météo n'est pas prévue correctement. Le vol est généralement interdit ou transféré vers une autre fenêtre (le cas échéant).

En plus des surprises de la météo le jour du vol, des événements imprévisibles comme les exercices sur un aérodrome militaire peuvent se produire. L'utilisation de l'espace aérien est prioritaire. Notre sonde est lancée à partir d'un individu, et un individu a la priorité la plus faible par rapport aux tâches de l'État, aux tâches militaires, aux vols de passagers, etc. Si les militaires ont des exercices, alors le centre peut dire: "Eh bien, je suis désolé, trois avions ont volé sur votre place, il n'y a rien à faire." Périodiquement, lors des lancements de ballons météorologiques, des intersections avec le laboratoire volant des astronautes IL-76 se produisent, où ils s'entraînent pour travailler en apesanteur. Leur priorité est également prévisible plus élevée. Nous devons attendre la fin de leur vol.

Nous pouvons nous-mêmes décrocher la charge de la balle. Les contrôleurs aériens peuvent également en faire la demande à tout moment. Cela signifie que nous donnons une commande à l'appareil, là un dispositif spécial désengage la carabine, et la balle elle-même monte en flèche (où elle éclate rapidement sous la pression), et la charge descend sous un parachute. Cela est nécessaire en cas de fort changement de vent et d'autres incidents, lorsque le danger d'une balle se déplaçant dans une zone hors conception est beaucoup plus élevé que le danger d'atterrir dans un endroit hors conception. Nous espérons vraiment que le résultat du vol ne sera pas quelque chose comme "tué la vache par le routeur".


En soi, la balle ne présente quasiment aucun danger, elle est remplie d'hélium ininflammable. Mais la charge est plus lourde qu'un oiseau et vole plus haut qu'un oiseau, donc cela peut être un obstacle désagréable pour les avions, bien que jusqu'à présent nous ne connaissions pas un seul cas d'accidents impliquant des ballons de sondes. Naturellement, nous essayons de tracer une trajectoire sur des zones peu peuplées afin de minimiser les éventuels problèmes lors de l'atterrissage.

Notre départ sera très probablement dans la zone de Pereslavl-Zalessky, où nous avons une coordination avec le FSB, l'armée, l'aéroport, le centre de zone et le propriétaire du champ de lancement.

Allons-nous lancer exactement le jour de la cosmonautique? Non.

Voici quelques éléments qui peuvent interférer:

- Couvert
Il n'y aura pas de problèmes avec le lancement, mais il y aura des interférences dans la transmission vidéo, car les nuages ​​amortiront le signal (et nous sommes limités en puissance et en propriétés des émetteurs). La probabilité de couverture nuageuse est estimée à environ 30%.

- Vent fort près du sol
Cela complique le lancement. 2 lancements sur 100 échouent à cause de cela, ou vous devez avoir des sondes de rechange au cas où la principale se romprait avec des rafales de vent. Note occasionnelle - 20%.

- Précipitations (pluie ou neige)
Un démarrage sous la pluie ou la neige peut entraîner une modification de la trajectoire de vol. La pluie sur les appareils électroniques ou les objectifs de l'appareil photo peut endommager l'équipement ou l'image. Score 20%.

- Exercices soudains ou vols spéciaux
Selon l'horaire de travail des aérodromes les plus proches, il peut arriver que l'obtention d'une autorisation pour un jour soit plus difficile que pour un autre. Pour cette raison, vous devez parfois reporter le démarrage. La probabilité est inférieure à 20% par expérience.

Que peut-il se passer pendant le vol et l'atterrissage?

- Atterrir dans un endroit difficile
La chance est inférieure à 10% dans le secteur actuel. Mais tout de même, atterrir dans un endroit inaccessible est possible, nécessitant plus d'une journée pour sélectionner le matériel. Vous devez vous rendre sur le site d'atterrissage, récupérer du matériel et télécharger du matériel vidéo à partir du tableau. Par conséquent, ne vous attendez pas à des résultats immédiatement)

- "Rachat" de la sonde
1 fois j'ai dû payer le trouveur pour rendre le matériel. 2 fois offert gratuitement. Cela se produit si des étrangers atterrissent dans la ligne de mire lorsqu'ils ramassent la sonde devant nous. C'est pourquoi nous recherchons une sonde avec un prix dans les voitures - afin qu'elles puissent être capturées directement dans la descente directement par télémétrie. La probabilité de 3% selon les statistiques de 100 vols.

- Perte d'équipement lors de l'atterrissage dans un endroit inaccessible
Sur les 100 stratostats lancés, 3 ont été perdus en raison d'éclaboussures ou d'atterrissage dans un endroit d'où l'équipement n'a pas pu établir de communication avec le satellite et transmettre ses coordonnées.
Pour réduire cette probabilité, nous essayons d'assurer une flottabilité positive de la charge utile et des systèmes de communication en double.

- Problèmes de capacité des canaux de communication
Le jour du lancement, la vitesse des canaux d'accès Internet disponibles peut ne pas être suffisante à l'emplacement approuvé. Cela s'applique à la capacité du transpondeur et à la diffusion de vidéo du mini-MCC vers vous. Sur notre ballon stratosphérique, nous utilisons deux canaux de communication différents. Sur terre - tous les opérateurs disponibles avec un pont. Évaluation des risques - moins de 10%.

- Disparition du canal de communication du stratostat au sol
En raison de mauvaises conditions météorologiques ou de problèmes techniques liés aux conditions de fonctionnement difficiles des équipements dans la stratosphère (température jusqu'à -70 ° C), la diffusion du stratostat vers le sol peut s'arrêter. Dans ce cas, nous nous ennuierons tous, mais telle est la vie. Évaluation des risques - moins de 10%.


Nous ne promettons donc pas 100% de l'émission, mais nous faisons tout pour que cela fonctionne. L'essentiel est que le temps soit. Et avec cela, il semble (pah-pah) jusqu'à présent, tout est en ordre selon les prévisions, mais vous savez comment les prévisions se trompent parfois :).

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