Самодельный стратостат. Зима 2023. Vostok-7⁠⁠

Все произошло спонтанно, никто нас не заставлял. Просто я собирался по делам в Питер, а в чате мне написали что-то типа: так может тогда запустим? Будто драгдиллер предлагает, отказываться нельзя. В общем опустим лишнее, я постараюсь без технических деталей (если что, раскрою в коментах по требованию, там были приключения) - у нас было КОЕ-ЧТО новое. Как мы это КОЕ-ЧТО провалили, почему и что из этого вышло? Поехали!

Если кто не понимает "о чем речь". Коротко: мы запускаем самодельные стратостаты/зонды с камерой/камерами на борту, потом их ищем, достаем и скидываем чего они там наснимали. Подробней в моем профиле в серии "Самодельный стратостат". Там начинается все со сборки "с нуля" и дальше "по нарастающей"

Оборудование

Принципиальная схема не поменялась. Это по прежнему шар, ниже парашют, ниже - все остальное (мы называем это "полезная нагрузка").

Шар

Так как запуск спонтанный, какого-то супер-шара мы не заказывали. Но у нас в запасах были два по 600гр. Их расчетная высота - 26км. Но мы не собирались ставить рекорды по высоте, мы хотели протестить КОЕ-ЧТО другое. Так что 600й шар нас устроил. Запускали его.

Бокс

В этот раз сделали новый, поменьше. Дело в том, что в этот раз у нас не летал RPI + его питание (павербанк). Отсюда 2 последствия:

1. Размер бокса сильно уменьшился

2. Мы лишились активного обогрева

Первый момент - положительный. Со вторым придется что-то "думать". Надумали мы - химические стельки из спортмастера (это прям спасибо нашим гостям на этом запуске!). Ну а что? Есть не просят и греют. Активировали такую стельку, накрыли ею павербанк чтоб не замерз при -53С и вроде норм. Во всяком случае, раз вы видите первое фото в этом посте - значит павербанк не замерз :3

Итого в боксе у нас: павербанк для питания камеры, спутниковый трекер Азимут Иридиум (он у нас уже летал и мы знаем его "особенности") и химическая стелька для обогрева - все.

Парашют

Бесстропный. Тот же что у нас уже летал не раз. Ничего нового

Камера

Наша обычная insta360 ONE X2. Режим 4k 30fps. Налетала уже в стратосфере прилично у нас. Ничего нового.

КОЕ-ЧТО

Я только из-за этого согласился на этот запуск, потому что уж очень хотелось это испытать - радиозонд Vaisala RS41-SGP. Это готовое устройство, которое должно было решить наши насущные проблемы, а именно:

1. Фиксация температур ниже -40С. Наш градусник на RPI не фиксировал температуры ниже -40С. Это устройство с этим справилось на все 100!

2. Фиксация высоты на протяжении всего полета. Если кто не помнит, наш спутниковый модуль для RPI имел обыкновение "периодически" терять сигнал и нам приходилось потом на земле восстанавливать показания высот (разными способами). Это устройство - не справилось. Видимо проблема не в навигационном модуле, "а в чем-то другом". В этот раз мы потеряли спутниковый сигнал примерно на 5км и больше он не вернулся (но уже по другой причине, об этом ниже)

Тем не менее считаю, что потенциал у этого устройства и сборки в целом - отличный. Будем пробовать еще.

Как он работает? Он имеет GPS модуль и набор сенсоров: давление, температура и влажность. Так же он имеет радиопередатчик. Все показания (GPS и сенсоры) он передает по открытому радиоканалу в диапазоне 400-433MHz. Внутри себя ничего не хранит.

Отсюда важное изменение нашего геймплея:

Если мы потеряем радиосигнал - мы потеряем данные за это время.

Из положительного :

1. это должно быть очень весело - преследовать стратосферный зонд на автомобиле!

2. мы будем видеть все показания в реальном времени! для этого мы закупили отдельный планшет, usb-радиоприемник, антенну, поставили нужный софт и все протестили (как оказалось - плохо, но об этом позже).

Готовимся

Из газа мы снова взяли технический водород потому что дешево. Да опасно, но мы не курим и никому не советуем. Особенно рядом с 40 литрами водорода. Если кто первый раз - советую гелий. Подороже, но зато в бесконечное количество раз спокойней.

Качаем как обычно: мы знаем вес нашей полезной нагрузки (~1.5 кг в этот раз) и у нас есть безмен (весы такие)! соответственно цепляем безмен к шару и качаем шар пока на безмене не будет чуть больше 1.5 кг.

Место запуска мы в этот раз выторговали у ОРВД рядом с городом, где-то под Гатчиной, точно не помню и смотреть лень. Мы подумали, что если нам не разрешат запуск поближе (раньше это было 400 км от города), то мы никуда не поедем и запускать не будем. Но нам разрешили без проблем. Вот наш полетный план на этот запуск:

(SHR-ZZZZZ

-ZZZZ0700

-K0300M3000

-DEP/5920N02957E DOF/231126 OPR/ИВАНОВ ИВАН ИВАНОВИЧ +79311231234 operatormail@gmail.com

TYP/SHAR RMK/ОБОЛОЧКА 300 ДЛЯ ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ SID/VSTK0160)

Личные данные, понятно, заменил.

По прогнозу траектория была хорошей. У нас был риск, что он полетит на север - там Питер и финский залив. Это плохо. На северо-восток - там Ладожское озеро. Тоже не очень. Запад и юго-запад - военный полигон. В общем ситуация была "на тоненького". Но нам повезло, курс был на восток (хе-хе "всегда на восток" ©). Разница "фактическое приземление vs прогнозируемое" - 6 км. Считаю это очень хорошим прогнозом. Но, если кто-то вдруг еще думает, что можно обойтись без спутникового трекера - найти зонд просто по прогнозу траектории - не можно. Даже с погрешность в пару сотен метров - вы его уже никогда не найдете!

Накачали и звоним нашему диспетчеру. За 30 минут до времени запуска (из полетного плана) он должен нам произнести в трубку - разрешаю использование воздушного пространства. Что он и делает. Мы дожидаемся назначенного времени, отпускаем наш зонд и я прыгаю "за приборы" - теперь нам надо принимать радиосигнал с зонда и смотреть что он и где он!

На этой фотке высота где-то 2800 м и температура за бортом -20С. Сразу скажу: самая низкая температура, что мы успели зафиксировать за этот полет -53С!

В общем все на места, я за штурмана, человек отвечающий за хавчик в дороге - на заднем сиденье!

Погнали

... но не долго(( Пока водила мчал как пёс, я мониторил показатели. Где-то в районе 3500 м наш зонд теряет сигнал GPS. Это то, что у нас случается регулярно и мы уже не знаем, что с этим еще можно сделать. Т. е. зонд работает - он присылает показания датчиков. Мы видим что за бортом уже температура -53С, но данные GPS отсутствуют.

Штош... не впервой. Надо ждать пока прокашляется GPS, а пока погнали по прогнозируемой траектории - нам надо держать зонд в прямой видимости, чтобы принимать сигнал. Гоним и видим, что еще через несколько минут пропал радиосигнал полностью.

Мы должны были сделать что-то не так (традиция). В этот раз мы вставили не те батарейки в радиозонд. Мы использовали солевые - они имеют отрицательный КПД на морозе. Нужны были литиевые аккумы. Но мы, в суматохе, прошляпили этот момент и потеряли наш зонд(

Окэй... у нас есть план Б. Всегда должен быть план Б! Азимут Иридиум - очень капризный, но довольно надежный трекер с обратным спутниковым каналом. Это один из 2х наших постоянных трекеров. У него проблема вот в чем: он теряется на 8 км, всегда. Но потом, когда уже валяется на земле (или около) - находится.

Хоть и с провалами, но отозвался он часа через 3. Как я уже упоминал - в 6 км от прогнозируемого места приземления. Мы на тот момент были в 3-х км от точки - удачно.

Достаем

Проблема вот в чем - прилетел он в лес, в болото :-|

Вот его точные координаты: 59.29115, 30.548525

Ррразгружаем Сатану! Мы быстренько проверили по картам - от ближайшей дороги до места примерно 3 км. Есть какие-то просеки, вроде бы ведут в нужную сторону. План такой: на вездике мчим по просекам настолько близко, насколько сможем подобраться к зонду. дальше пешком. Надежно.

Сунулись по первой просеке - там завалено бетонными блоками прям в самом начале пути. Понятно. Кто-то не хотел чтоб там "катались". Окей поехали по второй. Не так прямо ведет к месту, но вроде бы что-то типа может быть...

Через полчасика такой гонки упираемся... в болото. Водила говорит, что дальше не поедет, что-то там лапочет про "далеко от КАД" и "5 звезд", но его никто не слушает - мы все еще очень далеко от точки. Дело в том, что у нас хоть и болотоход, но наш водила тоже шарит. Он на нем уже прилично накатал и знает предел его возможностей. В общем, там был не иллюзорный шанс оставить наш вездеход до лета. А сражаться со стихией нам никак не хотелось. Вернулись обратно и призадумались.

Проблема вот в чем - зима. Это, во-первых холодно. Во-вторых - короткий световой день (под Питером). Время играло против нас - нам надо было добраться 3 км по не ясному лесу до точки, порыскать там зонд и, главное, выйти из него до темноты! Потому что по темноте мы бы там до сих пор ходили.

Сошлись вот на чем: у нас есть N часов до сумерек (я точные цифры не помню уже, буду использовать формулы). Нам надо быть у машины через N часов. Значит у нас есть N/2 часов на дорогу ТУДА. Идем по первой просеке (та что завалена). Она проходима пешком. Вне зависимости от результата этого забега, через N/2 часов мы начинаем возвращаться.

Да, это довольно пессимистичное расписание, я понимаю. Но я хотел оставить небольшой запас времени для маневров и непредвиденных ситуаций. Все согласились и мы потопали.

Большую часть пути нам везло - мы просто топали по этой просеке прямо и очень бодро. Проблемка нарисовалась за 900 метров до цели - она была не на просеке)) По времени - мы потратили где-то 60% отведенного N/2. Наша скорость всем нравилась и мы начали прощупывать лес на предмет - как пролезь эти 900 метров. Дело в том, что болото никто не отменял. А болотоход остался у дороги. Мы потыкались с разных сторон минут 20 и обнаружили возможность.

Дальше - дело техники. Еще за 40% отведенного времени мы вышли на точку (опять везло!) и сразу же увидели оранжевый парашют - это наш парень нас ждал :3

На этом везение не закончилось. Лес там тоже никто не отменял и мы до последнего были уверены, что он сейчас висит на гигантской елке. Мы на него посмотрим и пойдем домой пустые. Чудом, маневрируя меж хвойных вершин, Vostok-7 аккуратно (!) приземлился на невысокий куст.

Эту эталонную посадку вы можете посмотреть на видео в конце поста!

Сняли, 5 мин привал и почти с таким же таймингом вышли обратно к машине. Немного походили в темноте, но уже по просеке, там не заблудишься. Главное успели выйти на просеку до темноты. Дальше отдых и разбор материалов.

Результаты

4k 30 fps 360 видео - можете его покрутить мышкой или посмотреть в VR-очках

Как вы помните - сигнал с зонда мы потеряли где-то на 4 км. Так что вся телеметрия у нас только до 4-х км (да и за нее пришлось немного повоевать, но это уже тема для Хабра). Выше мы не могли уже даже установить высоту по барометрической формуле - отсутствовали показания давления. Подобные полные бортовые видео это скорее традиция и для отчетности. Я прекрасно понимаю, что никто не будет 3 часа смотреть облака.

Я так же накидал пару shorts на канале с "лучшими" моментами по моему мнению - feel free.

Ну и для самых отбитых: зонд лежал нас ждал несколько часов. Все это время камера вела запись. Эта запись у меня есть)) Я почти уверен, что на камеру должно было попасть что-то интересное. Ну не знаю, олень там или волк. Но смотреть 4 часа на снег - нам физически тяжело. Если кому-то нечего делать - может ткнуть рандомный момент на видео, посмотреть нет ли там чего интересного и если есть - написать в коментах.

Думаю толпой это будет посильная задача. В один из разов таким образом пикабушники нашли на видео момент где у нас в полете выпадает павербанк))

Всем спасибо и... Fly safe, cmdr!