Самодельный стратостат. Сезон 2023. Vostok-6
Безумие — это точное повторение одного и того же действия, раз за разом, в надежде на изменение
Команда проекта «Восток» снова на связи и привезла вам парочку космических видосов! В этот раз мы почти ничего не меняли по технической части, так что сосредоточимся на результатах и поисках. Думаю после всего того, что мы натворили, мы, как минимум, можем считаться крупнейшими поставщиками 4k-контента из стратосферы на территории РФ. Приготовьте свои интернет каналы, будет много фото и видео.
Дисклеймер
Быстрое напоминание/ввод в курс дела для тех кто подзабыл эту историю или видит все это впервые — мы собираем и запускаем свои стратосферные зонды и записываем полет на камеру. В полете мы собираем некоторые данные с разных датчиков и потом выкладываем это на всеобщее обозрение. Цель мероприятия — облегчить задачу людям, которые захотят сделать нечто подобное. В моем профиле вы найдете серию статей, где я по пунктам описывал, как и что мы делали, включая согласование с контролирующими органами.
В этот раз я постараюсь все ужать до минимума и обходиться без видео в тексте (будут ссылки на YouTube — это значит, что оно не важно для повествования, но может нести некий «доказательный» смысл и т.п.). Но про видео будет отдельное объявление в разделе «Видео».
Vostok-5 vs. Vostok-6
Итак, что же изменилось с прошлого раза? Да почти ничего! Мы немного поработали над парашютом, я исправил 1 баг в ПО и добавил 1 новый, в общем — почти копия. Важное отличие — фал. Точнее фал от парашюта, до шара. В этот раз сделали его 5 метров. Напомню: в прошлый раз остатки шара взрывом загнало под купол парашюта и это препятствовало его (парашюта) нормальной работе. Фактически наша полезная нагрузка просто упала с 36 км на землю. Посмотреть на это можно тут, почитать тут
Второе важное отличие — в этот раз шаров было сразу 2! Нет-нет, это не значит что мы одну коробку прицепили к двум шарам (смысл?), мы собрали брата-близнеца нашего основного зонда и оба запустили за раз. Шары были по 1 кг.
Менее важное отличие: в этот раз, в качестве рабочего газа, мы использовали технический водород (в прошлый раз был водород высокой очистки). Оказалось, что он дешевле, а для наших задач на результат не влияет. Но это к вопросу об удешевлении запусков.
Сразу определимся с названиями и ролями зондов.
Vostok-6a — основной и наш любимый. У него на борту наш полный стандартный комплект оборудования:
- RPI 4B + GPS HAT + SenseHat
- Insta360 в качестве бортовой камеры
- 2 павербанки для питания
- «Азимут Иридиум» в качестве поискового трекера
Как вы могли заметить — мы убрали дисплей с выводом телеметрии, потому что это был провал (опять же здесь и далее повторяться не буду — это описано в посте про Vostok-5). Но мне есть чем вас порадовать. Об этом в разделе про видео.
Vostok-6b — собрали «из того что осталось». Наш нелюбимый, второй ребенок в семье. Он состоит из:
- RPI 4B + GPS HAT
- GoPro 7 Black
- 2 павербанки
- Spot Trace в качестве поискового трекера
Также мы разместили камеры на выносной мачте, которая крепилась к каркасу из пластиковых водопроводных труб. Для Insta360 это дало обзор получше, для GoPro 7 это дало обзор на парашют и шар (а мы хотели заснять работу парашюта). Выглядело это так:
Компоновка компонентов внутри боксов и схема самих боксов — стандартная, как в прошлых запусках.
Предполетная подготовка и запуск
Адрес сайта для регистрации оператора зонда и подачи планов изменился. Теперь он такой: https://sppi.ivprf.ru/
Как обычно: за 5 дней до планируемого запуска подали полетный план. Кстати, вот он:
(SHR-ZZZZZ
-ZZZZ0900
-K0300M3000
-DEP/5850N03325E DOF/230611 OPR/ИВАНОВ ИВАН ИВАНОВИЧ +79311234567 my.sky@gmail.com TYP/SHAR RMK/ОБОЛОЧКА 300 ДЛЯ ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ SID/VSTK0160)Это снова наш любимый поселок Любытино. Мы оттуда запускались много раз — там всегда без проблемы выдают разрешение и там удобная полянка окруженная лесом, который защищает от ветра.
С разрешением на этот раз понервничали. Как я рассказывал ранее: то что у вас приняли полетный план — еще не значит что вам разрешили вылет. Вылет вам разрешат не ранее чем за час от времени указанного в плане — голосом по телефону. Так воооот… ОрВД по звонку за 2 часа до вылета сказала нам: ждите, сводки погоды еще нет. Потом за час сказала то же самое. А у нас как бы план — запустить и успеть найти в тот же день (припоминая опыт ночевки в придорожных мотелях). Мы все же решили «преднакачать» шары и закрепить их за фалы на земле, пока ожидаем отмашки от ОрВД. И вот только после 3-го звонка (за полчаса до вылета) мы услышали в трубке заветное «разрешаем использование воздушного пространства». В остальном предполетная рутина прошла без сюрпризов.
Если кто не верит, вот пруф:
Поиск и спасение
Ну, а тут, как это часто у нас бывает, пришлось выдумывать какую-то дичь. Поисковые трекеры как обычно «не ало», но мы уже привыкшие. Spot отозвался часов через 5 после старта сам. Азимут не отзывался совсем ¯\_(ツ)_/¯ Но, звонками в саппорт и каким-то чудом удалось оживить его удаленно. Нам сказали, что у него был отключен спутниковый канал передачи данных из-за простоя. Ну, допустим.
Тем не менее координаты приземления мы получили для Vostok-6b (Spot Trace) раньше и отправились смотреть его.
Vostok-6b
Прогноз траектории был таким:
А реальность была такова:
В этот раз разница между ожидаемой точкой посадки и реальной — серьезная. Можно сказать, что совпало только направление. В итоге: отлетел на 50 км относительно точки старта. Местность — какой-то лесок. На спутниковых картах «вроде как» лежит на опушке. Легкая прогулочка, тем более что у нас есть вот этот парень:
От места высадки до точки приземления было всего ничего, да и местность — просто поле.
Поле для нашего вездехода не страшно. Плюс мы загрузили все необходимые инструменты, оборудование и т.п. и думали, что готовы ко всему… Но к такому мы не были готовы (осторожно — мат): YouTube
Нда… Эту елку нам не победить — это было ясно всем. Еще меня поразило насколько нам «повезло» — это было буквально последнее высокое дерево перед опушкой по траектории движения зонда. Пролети он на метр выше — приземлился бы на опушке, как порядочный зонд.
Идеи были разные, от «шмальнуть из ружья» до «нужны монтажные кошки и сейчас за ним полезем». Предприняли робкие попытки залезть на это дерево — тщетно. Оно наполовину сухое и непонятно какая ветка станет для тебя последней. Устраивать там дагестанскую свадьбу не стали, но, чтобы успокоить конструктора (это была его идея с монтажными кошками, кто бы сомневался), решили поискать в окрестных населенных пунктах эти самые кошки. Разумеется их там нет. Дело пахло ночевкой в мотеле — при любых раскладах забрать этот зонд и еще съездить за вторым до темноты уже не успевали.
Пока ехали к цивилизации, ребята попутно искали где заночевать и накидывали идеи как доставать этот зонд. Появилась неплохая идея — собрать конструкцию из сантех. труб (пластиковых) и «потыкать» ею зонд с земли. Были, правда, сомнения, что пластиковая конструкция подобной длины будет достаточно устойчивой. Но я не припомню случаев, чтобы это нас хоть раз останавливало — решили проверить, но уже «завтра», т. к. уже темнело и строительные магазины закрывались.
Ну и, кстати, нормальный мотель нам попался. Не Beach Resort & Spa, но для разовой ночевки вполне Ок. Наутро двинулись удивлять строймагазы. Прям у них на складе объяснили, что у нас парашют на елке и надо его достать (не стали уточнять, что он без человека). Нам сказали: вон склад — делайте что хотите, оплата при выходе на кассе. По нашим прикидкам наше дерево было метров 20. Попробовав соединить разные диаметры труб, мы поняли, что уже метрах на 10-и эта конструкция превращается в «хлыст». Который, ко всему, еще и разваливается, если им нормально тряхнуть — так мы парашютиста не спасем.
Тут же эта идея эволюционировала — строительные шпильки!
Фото из интернета.
Они есть по 2 м. Скрепляются высокими гайками. Таким образом можно получить какую угодно длину этой чрезвычайно прочной металлической конструкции. Правда она все равно превращается в «хлыст» (да-да), но он, хотя бы, не разваливается. Взяли 10 штук — как раз на 20 м и крюк, чтобы прицепить его на один из концов. В магазине нас успокоили, что при любом раскладе целые шпильки и гайки мы сможем им вернуть и получить обратно деньги. Это нас порадовало. Весит, кстати, это добро прилично — тащить до точки 2 км на руках не вариант. Но мы на транспорте, так что взяли шпильки и погнали.
На месте наша догадка про «хлыст» подтвердилась — с земли достать до короба не получалось. Пришлось мне залезть практически на середину высоты этого дерева — ребята подавали с земли эту конструкцию, а уже оттуда я закидывал это маталличекое лассо. Дело шло. Немного подустал, но, понимая, что схема рабочая все же дожал этот зонд и он благополучно грохнулся на землю.
И вот что стало с этими шпильками:
Остальные вернулись в магазин.
Vostok-6а
Это быстро — упал у дороги. Местность немного заболочена. Напялили телепузы, подошли и взяли. Я даже не буду тут вставлять фото\видео. Скажу только, что когда мы его нашли — камера (insta360) все еще работала! Но не записывала… Причину столь странного поведения мы потом выяснили (опять же — это моя теория и она мне нравится). Ладно, все же вставлю одну фотку. Мы сразу же решили подключиться к камере с телефона и посмотреть что там есть — уж очень переживали за сохранность видео:
Выглядит многообещающе, да? Но есть одна странность — превью с земли только одно…
Да, нет записи возвращения на землю (а что есть, поговорим в разделе про видео). Итак, моя версия: мы в этот раз записывали в разрешении 5.7k. Карта памяти осталась та же и она прекрасно справлялась с записью 4k. Мы проверяли на земле — она и с 5.7k прекрасно справлялась пока… камерой не начинаешь активно трясти (это мы выяснили уже после поисков) — тогда появляется надпись «Медленная карта памяти. Запись остановлена» (или как-то так, точно не помню). Такой подставы никто не ожидал (опять) и никому и в голову не могло прийти, что скорость записи видео как-то зависит от того что снимаешь. Мне кажется, что чем активнее действие в кадре — тем больше скорость записи нужна и это обусловлено особенностями кодирования видео. В режиме 4k карта справлялась с любой динамикой происходящего, в режиме 5.7k — только пока был спокойный подъем. А как начался бешеный спуск — карта потерялась.
Ок, пробежимся по высотам.
Результаты
Высота? Отвечу так:
Мало того, что GPS достаточно капризная вещь (это я смотрю на все наши прошлые запуски), так в этот раз мы еще и в какую-то аномалию попали. Смотрите сами, у нас было:
- трекер «Азимут Иридиум»
- трекер «Spot Trace»
- GPS в GoPro7
- GPS-модуль в Vostok-6a и в Vostok-6b
Итого — 5 приемников GPS! Ни один не записал трек, ни один! Все, что мы по итогу имеем с этих приемников — показания высот до 1.5 км. Нуштош… GPS ранее мы уже теряли (хоть и не в таком масштабе), так что будем использовать магию Excel и сводить показания старта-финиша и момента разрыва шаров, чтобы получить приблизительную высоту. Ссылки на все имеющиеся файлы с данными как обычно в конце статьи (на случай самостоятельных расследований).
Да, у нас есть показания давления с борта Vostok-6a, но, как мы помним, барометрическая формула дает точные результаты только до 10 км — дальше начинается серьезное отклонение от GPS и им верить нельзя. Так что показания датчика давления мы в этот раз не учитываем.
Vostok-6a
С GPS попрощался на высоте примерно 500 м. Вернулся он уже только на земле. Допуская, что подъем был равномерным, я продолжил последовательность данных GPS в Excel до времени, соответствующему времени разрыва шара на видео — это точка максимальной высоты. Я также добавил погрешность в 10%, чтобы видеть поле возможных значений. Таким образом мы получили высоту 20–25 км. Берем посередине, получаем 22 км — именно это значение используем для видео и отчетности.
Да, со спуском ситуация сложнее, ведь на разной высоте парашют тормозит по-разному — плотность среды (воздуха) с высотой уменьшается. Ну, для этого я и закладывал погрешность в 10% ;)
Vostok-6b
GPS потух на 1.5 км. Считаем как в первом случае и видим, что… Тут получше — 28–36 км. Берем 31 км — это уже похоже на ожидаемый результат (хотя у нас бывало и повыше).
Чем объяснить такую разницу в высотах? Во-первых, не стоит забывать про погрешности: если взять максимальное допустимое значение первого и минимальное допустимое значение второго, то разница получится всего 3 км. Во-вторых — разная масса. Не сильно, но Vostok-6b весил поменьше, за счет того, что на нем летал RPI без SenseHat и, соответственно, павербанки стояли полегче.
Не скажу, что я уверен на 100%, но лично я голосую за вариант, что вот эти пару сотен граммов и дали такую разницу по высоте.
На этом с результатами бортовых датчиков предлагаю остановиться. Да, мы, как обычно, еще много чего записали. Но температура, влажность, давление и прочее — не отличаются от прошлых запусков и я не вижу смысла снова приводить тут их графики. Если кому интересно, сможет сам их построить по файлам в конце статьи.
Видео
Специально под это событие я немного причесал наш канал на YouTube. Я не уверен, насколько это этично и корректно с точки зрения правил выкладывать прямую ссылку на него, но вы, в любом случае, сможете перейти на канал по любому из видео в посте. Организация мы некоммерческая, ничего не продаем и просмотры-подписки нам не нужны.
На канале я опубликовал все записи с бортовых камер, что мы имеем. Также мы нарезали несколько shorts, так что можно легко залипнуть на несколько минут точно.
Так посмотрим что нам привезли Vostok-6a и Vostok-6b
Наш 360-любимчик Vostok-6a — можно крутить камерой, наложена телеметрия! Максимальная высота — 22 км!
Через короткое время после разрыва шара камера остановила запись, так что отсутствует сегмент спуска.
Из интересного — заснял НЛО! Да-да, мы его заметили еще когда смотрели видео на камере с телефона. В итоге мы, конечно, поняли, что это такой блик на защитной линзе нашей камеры, но первая реакция была… сами понимаете:) В последствие мы обнаружили эти НЛО и на земле. Чтобы его легко найти — воспользуйтесь навигацией по разделам видео на YouTube. Я отметил только 1 случай, но их на самом деле там больше. Так же есть отдельный short на канале с ним — мне кажется выглядит эпично.
Дополнительно отмечу еще 1 провал — зря мы снимали в 5.7k. С некоторых пор YouTube убрал опцию видео 5k и все 5k видео конвертирует в 4k. Так что никакого профита мы от повышения разрешения не получили.
Плюс, с некоторых пор, YouTube убрал поддержку VR-очков (CardBoard) для видео и теперь нельзя полетать на зонде в очках. А жаль, мне эта функция очень нравилась в 360-видео :(
Наш плоский дублер с GoPro 7 Black — Vostok-6b. Поднялся на 32 км. Привез нам 4k видео с неверным соотношением сторон. 4:3 вместо 16:9. Ну не могли мы не накосячить, накосячили вот тут ¯\_(ツ)_/¯
Из интересного — работа парашюта. Она идеальна! Можно посмотреть как плавно он присаживается на самую верхушку елки. Еще, сразу после разрыва шара можно посмотреть как этого беднягу трясло — он буквально крутил сальтухи в стратосфере, но, в итоге, парашют сумел его стабилизировать! Все еще очень горжусь этим парашютом :3
Ну что же. На этом все. Пишите вопросы (если есть), мы отвечаем везде:)
Ссылки
