如何协调探测器进入平流层的飞行(发射时我们将在实践中遇到的问题)

4月12日,我们将启动一个带有小型服务器的平流层探测器,从那里将我们的页面转移到下面的CDN。 传入信道-低轨道通信卫星,传出-业余频段(遥测和控制)和Wi-Fi(视频和数据)频率的无线电流。


发射的问题在于它是一架不受控制的飞机。 我的意思是,这只是一个氦球,上面附着了几公斤铁。 这很重要,因为这种烙铁会撞到别人的飞机上或跌落到别人的领土上。 例如,市政当局不喜欢它落在其设施范围内。 自然保护区也是如此。 但是,Rosatom确实根本不喜欢它。

船上将有一个摄像头,也就是航空摄影。 必须从联邦安全局获得许可。

这是一次高峰飞行,也就是说,我们上升到工作高度,迅速完成任务,然后下降降落。 探头通常在距地面30公里的高度吹向风的方向,从起点出发100-150公里。 在20公里以上,湍流通常会消失,那里的空气密度会减少100倍(在测量中可以看到大气的特征边界),因此那里的飞行变得更加顺畅。 我们甚至可以飞往符拉迪沃斯托克(Vladivostok),但航迹越大,获得该飞行的官方批准就越困难,这使我们尽可能地减少了飞行。

这就是这种飞行的样子,地球上99%的大气层已经在我们的平流层平台以下:


我们要做的第一件事是寻找一个在风中“大致那个”方向飞行150公里最容易协调的地方。 为此,请转到fpln.ru(顺便说一下,它可以在OpenStreetMap上运行),并寻找一个需要最少批准的地方:


通常,这意味着您需要远离莫斯科-超越机场,各种军事设施和通常密集的建筑物的区域。 我不想从城市开始(这将减少协调),并且出于相同的原因,当然要在田间或至少进入森林。 如果降落点上没有东西让我们寻找有效载荷超过5-6小时的探测器,那也将是很好的。

如果这些是您的第一次批准,请准备好一份很长时间的正式文件索取资料。 有些批准可能需要花费几个月的时间。 为了降低风险,我们执行以下操作:

  1. 对于最长的批准时间(起点,大面积飞行),我们给出了一个相当大的面积和几个起点。 如果风突然比预期的要大,那么就有可能改变起点。 例如,如果它改变了20度,则可以移动到另一个起点,使着陆点位于我们最初计划的同一位置。 起点是最容易谈判的。 在我们的历史上,我们将从市政区域外的野外发射,因此我们只会与所有者达成协议。
  2. 当然,我们正在预留开始日期。

未经直接管理的车辆在直接离开之前的飞行计划是一个扇区。 从协调逻辑的角度来看,该设备可以在飞行过程中的任何时间放置在该扇区中的任何位置,因此在规定的所有时间内专门为我们的飞行分配了该设备...

对于地图上所有禁区的所有者,您必须经过批准过程。 例如,如果我们飞越保护区-从他们那里获得许可,如果飞越上述Rosatom-从他们那里等等。 自然,还必须与周围的所有机场进行协调。 还必须警告所有控制飞机飞行路线的航空调度员。

在开始前3-5天,会出现天气预报和天气预报,您可以放心,并且需要以轨迹叉的形式开始协调飞行。 这不再是具有不同起点的宽笔触区域,而是一个起点和风的散布角度。 有时这些是Z形轨迹,有时是圆形或正方形(取决于特定的天气和计划)。 但最常见的是起点和角度。

编写用于启动气球和气球-探测器的应用程序的示例

在此阶段,必须向空中交通管理中心提交申请。 此应用程序允许或不允许使用空域。 然后,他们建立特定的使用模式并将其插入计划中。 这是如果他们对批准中的任何内容不感到困惑。 但是中心可能要求与邻近地区,飞机场或总参谋部进行进一步协调。

如果一切正常,那么他们将在开始前三天给予初步许可。 至此,我们已经开始准备我们的微型MCC。 看起来是这样的:


开始前一个小时,您需要致电并澄清一切是否正常。 此时,将中心的飞行计划与实际天气(风)进行比较。 有三种可能的选择:

  1. 天气预报很好。 然后我们就飞。
  2. 天气多变,但符合预报。 然后,我们必须每隔几分钟就通过无线电将探测器的坐标发送给调度员,以进行调度。
  3. 天气预测不正确。 通常禁止飞行或将其转移到另一个窗口(如果有)。

除了飞行当天的天气令人惊讶之外,还可能发生不可预测的事件,例如在某些军事机场进行的演习。 使用空域是优先事项。 我们的调查是从个人出发的,与国家任务,军事任务,乘客飞行等相比,个人的优先级最低。 如果军方进行了演习,那么中心可能会说:“好,对不起,三架飞机飞入您的广场,什么也没做。” 周期性地,在气象气球发射时,会发生与宇航员IL-76飞行实验室的相交处,他们在那里进行训练以在零重力下工作。 他们的优先级当然也更高。 我们必须等待他们的飞行完成。

我们自己可以从球上解开负荷。 空中交通管制员也可以随时提出要求。 这意味着我们向设备发出命令,在那里有一个特殊的设备使卡宾枪脱离,球本身向上飞扬(在压力作用下它会迅速破裂),并且负载在降落伞下下降。 当风急剧变化或发生其他事件时,当球在非设计区域移动的危险远高于在非设计区域着陆的危险时,这是必要的。 我们真的希望这次飞行的结果不会像“用路由器杀死母牛”那样。


球本身几乎没有危险,它充满了惰性的不可燃氦。 但是负载比鸟还要重,而飞得比鸟还高,因此对于飞机来说,这可能是一个不愉快的障碍,尽管到目前为止,我们还不知道有一起涉及探针气球的事故。 自然地,我们尝试在人烟稀少的区域绘制轨迹,以最大程度地减少着陆时可能出现的麻烦。

我们的起步极有可能在Pereslavl-Zalessky地区,在那里我们与FSB,军队,机场,区域中心和发射场的拥有者进行协调。

我们是否会在宇宙航行的那天发射? 不行


这可能会干扰一些事情:

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发射不会有问题,但视频传输会受到干扰,因为云会衰减信号(而且我们的功率和发射器的性能受到限制)。 估计云覆盖率约为30%。

- 地面附近有强风
这使启动变得复杂。 因此,每100次发射中有2次失败,或者您需要备用探针,以防主发射因阵风而破裂。 休闲评级-20%。

- 降水(雨或雪)
在下雨或下雪时开始飞行可能会导致飞行路线改变。 电子设备或相机镜头上的雨水可能会损坏设备或图像。 得分20%。

- 突击演习或特殊航班
根据最近机场的工作时间表,可能会发生一天获得许可比另一天困难的情况。 因此,有时您必须推迟开始。 根据经验,该概率低于20%。

飞行和降落期间会发生什么?


- 降落在困难的地方
在当前行业中,机会不到10%。 但是同样可以在无法进入的地方着陆,选择设备需要超过1天的时间。 您需要到达登陆站点,拿起设备并从开发板上下载视频资料。 因此,不要立即期待结果)

- 《救赎》的探测
我不得不支付1次取回设备的费用。 免费赠送2次。 如果陌生人在我们面前拿起探测器时落在视线内,就会发生这种情况。 这就是为什么我们正在寻找一种有奖汽车的探针-以便可以通过遥测直接将它们直接捕获在下降中。 根据100班航班的统计,此概率为3%。

- 在无法进入的地方着陆时设备丢失
在发射的100个平层稳压器中,有3个由于飞溅或降落而丢失,该飞溅或降落在设备无法与卫星建立通信并无法传输其坐标的地方。
为了降低这种可能性,我们尝试确保有效载荷和重复通信系统的正浮力。

- 沟通渠道能力问题
在发布当天,在批准的位置,可用Internet接入通道的速度可能不足。 这适用于转发器容量以及从微型MCC向您广播的视频。 在我们的平流层气球上,我们使用两个不同的沟通渠道。 在地球上-所有可用的操作员都在架桥。 风险评估-低于10%。

- 从平流器到地面的通讯通道消失
由于恶劣的天气条件或与平流层中设备的苛刻运行条件(温度高达-70°C)相关的技术问题,从平流器向地面的广播可能会停止。 在这种情况下,我们都会感到无聊,但这就是生活。 风险评估-低于10%。


因此,我们不承诺100%的演出,但我们会尽一切努力使演出成功。 最主要的是天气。 有了它,到目前为止(pah-pah)似乎一切都根据预测而井然有序,但是您知道有时会误认为预测:)。

我们邀请Habrazhitel 参加我们的实验并争夺主要奖项-拜科努尔之旅。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN446300/


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