Серия «Самодельный стратостат»

Итак, мы снова в строю и открываем новый сезон стратопусков!

В этом выпуске: магнитные бури, вспышки на Солнце, НТВ и команда "Восток". Метеозависимым приготовиться!

Обычно зима - мертвое время для нас. Леса Ленинградской области не особо гостеприимны, чтобы лазать по ним в поисках упавшего метеозонда. Мало того, что холодно, так еще и болота. В этот раз ребята тоже провалились в ледяную воду, но об этом позже.

Где-то в ноябре мне написал наш конструктор с сообщением о том, что на него вышел телеканал НТВ, а конкретно - ребята с передачи "Чудо техники". Они готовили выпуск о метеозависимости и влиянии на нее магнитных бурь и других возмущений магнитного поля Земли. Для материалов этого выпуска им необходимо было запустить в стратосферу магнитометр 2 раза: первый когда нет магнитной бури и второй когда она есть. Вот выполнить второй запуск и выпала роль нам :)

Магнитные бури случаются не каждый день, так что надо было ждать "погоды". Сейчас уже не вспомню, но изначально запуск был запланирован где-то в 24-м году. Его пришлось перенести по каким-то там бюрократическим причинам, не важно. История оживилась уже в феврале 25-го года. Космическая погода также обещала быть подходящей.

Подготовить такой запуск дело не быстрое и мы обычно начинам недели за 2. А тут пришлось все собрать чуть ли не за 2 дня, т. к. от НТВ долго не могли решить - приедут они или нет. В итоге командировали к нам ведущего и инициатора этого мероприятия, а оператора достали тут - в Питере. Опущу всю эту возню с экстренными приготовлениями (точку запуска найди, газ найди, прицеп найди, полетный план создай/подай/согласуй и т. д.). Скажу лишь что все были в мыле и конструктор выглядел как-то так:

Ладно. Запуск то где, когда, куда? Запуск был осуществлен 1-го февраля 2025 года. В этот раз запускались недалеко от Соснового Бора (да-да, нам разрешили). А посадка по плану должна была быть где-то в болоте (ну еще бы) недалеко от Новой Ладоги. Дистанция между точками взлета и посадки - 200км

Что еще хотелось бы отметить по части запуска - сигналы GPS в нашем регионе глушатся или спуфятся (подменяются на фальшивые) на высотах 1+ км. Это создает некоторые сложности. Самое очевидное - невозможность следить за зондом в реальном времени. Пока он находится в зоне >1км вы не получите от него реальных координат. Обычно мы закидываем в полезную нагрузку только спутниковые трекеры (с обратным спутниковым каналом для передачи координат). Но в этот раз решили еще использовать радиозонд RS41-SGP, хорошо известный в кругах метеорологов и запускателей. Его планировалось использовать как вспомогательный источник информации о местоположении зонда.

Но проблема с GPS у него, разумеется, та же. Мы просто хотели как можно дольше следить за зондом в реальном времени - помимо координат он так же передает атмосферное давление, а это хороший маркер высоты.

У нас даже появился новый член команды, который отвечал за радиосвязь с зондом и я считаю он выжал из него даже больше чем возможно. Но, условия были суровые и времени на лучшую подготовку у нас не было. Так что связь с зондом (пусть и без координат) мы все равно в полете потеряли.

Подведем итог. Полетело: 2 наших постоянных спутниковых трекера (Азимут и SPOT Trace), камера GoPro 12, радиозонд RS41-SGP, питание для всего этого хозяйства и... гвоздь этой программы - самосборный магнитометр от участника команды НТВ - Дмитрия Демина. На самом деле магнитометров было 2 - основной и резервный. К основному был подключен OLED экран для вывода показаний, который и должна была снимать наша камера GoPro.

Ладно, все пофоткались и отпустили шар в свободное плавание.

Как я уже упоминал - связь с зондом в полете мы потеряли. Но мы не вчера начали запускаться, так что знали - надо ждать сообщений от спутниковых трекеров. А вот что показывал GPS в полете:

Зонд летел слева направо и... решил немного покружиться на месте? Мы получали координаты этого круга где-то час :) В итоге его конечно отпустило и полный трек за тот день выглядит так:

Заметьте - очень недалеко от предсказанной траектории. По факту разница составила 28 километров:

Но сигнал с радиозонда мы получили уже когда ребята к нему приблизились. Все же основную роль сыграл спутниковый Азимут - он первый прислал нам координаты с точки приземления и ребята двинулись его спасать. В итоге дистанция между запуском и приземлением - 230км.

Как я уже сказал - приземлились в болото. Болото в феврале у нас выглядит вот так:

А сам зонд засел на дереве:

Не хочу очередной раз описывать наши страдания по части вызволения зонда с дерева - я делал это несколько раз в прошлых постах. Скажу лишь, что потребовалось 2 захода с разницей в неделю. Время на самом деле поджимало, потому что, помните - мы это делаем для телепередачи? А у нее есть дата и время выхода.

Сняли, забрали, материалы телевизионщикам передали.

Итак, после вызволения зонда мы сели всей толпой разбирать - что же он нам привез. Еще в лесу мы поняли, что OLED экран приуныл:

Что конкретно с ним произошло - мы не поняли. Дело вроде как не в питании, т.к. магнитометр продолжал функционировать и писать все во внутренний лог. Накрылся именно экран. Нуштош, главное данные спасены, хоть и не получилось красивой картинки.

По части данных для передачи - магнитное поле значительно не отличается ни в магнитную бурю, ни на высоте - нигде.

По части высоты - 26000 метров. Примерно. Потому что GPS - читайте выше. Осталось только давление и ГОСТ на стандартную атмосферу (да, вот так все жестко было в СССР - даже атмосфера должна быть по ГОСТу!). По этим данным прикинули высоту. Не рекорд (даже для нас), но и цель была другая. В принципе так и рассчитывали.

Выводы из этого сделаны в передаче которая вышла на НТВ 16 февраля в 11:00 МСК

Ну а я позволил себе наглость вырезать кусочек, в котором мы засветились (все же не каждый день нас показывают на федеральном канале):

По традиции мы выкладываем полное видео с бортовой камеры:

Из интересного в этом конкретном запуске - сняли достаточно близко пролет самолета (лучше смотреть со звуком).

И на обратном пути тоже попався самолет. Ну, сами посмотрите, я там разметил все что нашел. К сожалению, в этом запуске были вынуждены использовать не insta360, так что крутить камерой нельзя.

Это был запуск Vostok-11, на этом все. Fly safe, cmdr!

Продолжаем расшатывать психику шароверов и не запускать рыбьи глаза в космос как нас и просят верные подписчики:

Что мы запускали?

Снова наш привычный килограммовый латексный шар доставил высоко-высоко нашу привычную камеру insta360 one x2. Это значит, что мы, как обычно привезли полный 360-градусный видос полета в разрешении 4к (в конце поста).

Помимо этого у нас был контейнер для котлет конструктора, который он пожертвовал для проектных нужд:

На стриме я уже объяснял, но объясню и тут. К нам было множество советов установить на шаре перепускной клапан для стравливания избыточного давления в шаре. Типа так шар поднимется еще выше. Лично я сильно в этом сомневаюсь, но кто я такой чтобы сомневаться в комментах из интернета? Надо бы это проверить. Я немного погуглил и у меня встал вопрос - а как? По всему получалось, что надо бы какое-то давление на этом клапане установить (но честно сказать я даже не понял какой конкретно нам нужен, уж слишком там много вариантов - больше одного)

А чтобы что-то установить надо сначала понять - а какое оно там есть? Вот для этих целей и была создана конструкция на фотке сверху: манометр, подключаемый к горловине шара, камера для съемки показаний и котлетница для павербанка - питать камеру.

Успех? Не успех(((

Видимо мы что-то недопоняли и манометр весь полет показывал - 0. Кажется будто бы мы не угадали с точность манометра. Будем разбираться.

Что еще? Радиозонд!

Снова наша гордость - RS41-SG. Его мы уже запускали зимой прошлого года. Но тогда поставили не те батарейки (не литиевые) и он просто помер от холода почти сразу. В этот раз все было отлично с батарейками и сам зонд отработал очень хорошо! Но были и неприятности.

Давайте я не буду уже выдерживать обычную для нас структуру поста, а просто все по ходу рассказывать как было.

Что было хорошо?

Мне очень нравится, что, благодаря радиозонду, мы можем получать все полетные данные в режиме реального времени!

Причем мы успешно принимали данные с расстояния в пару десятков километров! Мы даже могли бы передавать эти данные в реальном времени на сайт sondehub.org - он как раз и создан для отслеживания таких зондов. И вы могли бы следить за ним на этом сайте. Но вышла накладка с софтом.

Дело в том, что мы используем программу Sdrangel - очень функциональная, хоть и местами кривоватая. Опенсорс все дела. Она может управлять радиоприемником и декодировать сигналы радиозонда. Она даже может передавать декодированные данные на тот сайт - там есть такая функция! Но она (функция), почему-то, есть только в версии для десктопа. А для андроида ее нет((( А у нас как раз планшет на андроиде. Мы его взяли, чтоб не таскать тяжелый ноут и быть более мобильными.

Пока я все это писал, я связался с автором на гитхабе и, оказывается, он просто еще не успел выложить версию с этой фичей для Андроида. Штош... ждем с нетерпением!

Что было не очень?

Итак. Мы уже на 104% уверены (мы даже узнавали у других команд - у них ситуация схожая), что в нашем регионе работают глушилки GPS. И не абы где, а на высоте! На земле все тип-топ. Все наши трекеры, набрав высоту вдруг резко теряют сигнал со спутниками, а иногда их телепортирует через уральский хребет (у нас был Рыбинск, а запускаемся мы из-под Питера).

Радиозонд не исключение, как и наш поисковый трекер Азимут Иридиум - оба ослепли на высоте. Но сложно их в этом винить - они сделали все что могли.

Самое плохое в этом: если нет GPS - нет данных о высоте. Найти то шар мы найдем - с земли трекер уже поймает сигнал и пришлет координаты. Но кое-что нам выцепить о высоте получилось. Давайте смотреть. Есть такая статья - Стандартная атмосфера (ага щас - атмоплоскость!). Там есть ее параметры. Дело в том, что на высотах 10+ км - атмосфера поразительно стабильна))

Нас интересует сопоставление температуры высоте - первые 2 столбика. Ведь показания температуры наш зонд продолжал присылать почти весь полет! Давайте посмотрим на них:

Синяя линия - высота по GPS. Как я уже говорил - сигнал почти сразу пропал и вернулся только в конце полета. Нас интересует красная - это температура по Цельсию. По оси Х - время. Теперь возьмем данные из Википедии, немного их предобработаем для удобства и построим график:

Здесь по оси Х - высота. Ничего не напоминает? А так?

Мне кажется, корреляция очевидна. Нет, конечно мы не улетели на 50+ км - это абсурд. Давайте разбираться, что мы тут видим. Я пронумеровал сегменты полета для удобства:

Что вижу я:

1. Сегмент 1 - 100% попадание думаю даже обсуждать нечего. Подъем до 13км сопровождается резким похолоданием.

2. Далее идет некое "плато". Сегмент 2 с устойчивой температурой. Тоже хорошее попадание наших данных в стандартную модель.

3. Сегмент 3 - незначительно потепление с 23км до 33км. Видим и это.

4. Далее у нас идет похолодание, а в стандартной модели потепление - почему? Потому что мы начали обратное движение по графику - мы начали спускаться! Я обвел сегмент 3 в кружочек специально, чтобы показать что мы проходим тот же участок, но в обратном направлении.

5. Дальше мы потеряли временно сигнал зонда, но это и не сильно важно. Похоже, что сегмент с максимальной высотой мы уже установили - это 28-33 км!

Если вы видите что-то другое или хотите это обсудить - велкам в коменты)

Откуда мы запускались?

Ох, в этот раз нам помешали бизнесмены) Дело в том, что в Питере в это время проходил экономический форум - ПМЭФ. Из-за этого в воздухе действовали ограничения и нас, с нашими запусками, ОрВД выслало аж за 200км от Громово. Почему от Громово, а не от Питера? Не спрашивайте. Это очертило периметр наших возможностей:

Не смотрите на траекторию справа снизу - это старая, мы потом перестроили из другого места, но мне было лень переделывать картинку.

В общем мы могли запускаться только с внешней стороны красного круга. А живем мы все в Питере. Ну ладно, бывало и хуже. На заре наших запусков мы и дальше ездили.

В итоге вот наш полетный план:

(SHR-ZZZZZ

-ZZZZ0800

-K0300M3000

-DEP/5855N03131E DOF/240608 OPR/OLOLOSHKA IVAN PETROVICH +79311234567 ololoshka10000@gmail.com

TYP/SHAR RMK/ОБОЛОЧКА 300 ДЛЯ ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ)

Это недалеко от поселка Малая Вишера. Вот такой был прогноз траектории с сайта predict.sondehub.org:

Не попадает в запретный периметр - отлично!

Еще забавный случай возник. Мы подали наш полетный план в ОрВД за 5 дней. Все нормально. Потом за день до запуска звоним подтвердить, а нам говорят:

ребят все ок, все в силе. Но там вместе с вами подали полетный план на БПЛА. Нам то все ок, но вы между собой там разберитесь чтоб не мешать. Ваши контакты мы тому оператору передали.

Вы понимаете что произошло? На всей нашей необъятной родине мы каким-то образом пересеклись с кем-то еще)) У нас такое впервые. В итоге все со всеми созвонились и все было хорошо.

Куда прилетели?

Должны были приземлиться в болотах недалеко от Киришей, но приземлились в болотах недалеко от Козарево. Итоговое смещение - 115км. Координаты прислал трекер Азимут, когда достиг земли. Случился перелет аж на 49км относительно прогноза. Впринципе допустимо:

Примечательно, что дорога в эту деревню на картах обозначена как-то не уверенно - то она есть, то ее нет. Уверенно там обозначена только линия ЖД. Я уж думал ребятам придется туда на поезде ехать, но все обошлось - дорога присутствует. Практически.

В этот раз зонд выбрал дерево повыше, чем в прошлый.

Ситуация осложнялась тем, что дерево это стояло посреди болота в которое засасывало... Находиться там было просто опасно. Команда посмотрела на это дело и откатилась в город. Ребятам там пришлось наспех снять квартиру на сутки, которая была больше похожа на проститутошную, но все были измотаны и она вполне годилась на ночевку.

Утром было куплено решение наших проблем с деревьями (что вызвало глубокую депрессию у нашего Эко-Конструктора):

Но деваться некуда - никто не полезет в этот раз снимать оттуда зонд, да и топтаться в болоте долго никто не хотел. Дальше спасение прошло без приключений, нас снова выручил вот этот парень:

Вечером того же дня вся команда уже была в Питере с зондом в руках.

Мне очень нравится тот факт, что, благодаря этим запускам, мы можем побывать в интересных местах нашей необъятной) В этот раз это был город Волхов, где есть Волховская ГЭС:

Результат

Без лишних слов - 4к 360. На ютубе можете крутить мышкой, можете смотреть в VR очках и крутить головой:

На обратном пути можно услышать звуки, похожие на разговоры инопланетян...

А мы пошли готовить следующий запуск ;)

На этом всё. Fly safe, cmdr!