Стратосфера

2) Сколько в ваш 600граммовый шар литров водорода примерно вошло? Что за баллон?

Если было в других постах, то не обессутьте, будем смотреть посты.

химические стельки из спортмастера

3) А чем они технически отличаются от солевых грелок из аптеки? Ну те, что многоразовые. Это ж, получается, можно самим делать такие. Там есть рецепт: из соды и уксуса ацетат с водой, его плавим и переохлаждаем, а когда инициируем кристаллизацию она греет.

Вот кажется мне, что можно сделать многоячеечный пакет с этим ацетатом и придумать электрический инициатор кристаллизации по одному в каждую ячейку. Тогда можно терморегуляцию какую-то даже замутить. Хотя может и сложно всё это слишком. Но у меня есть мысль для чего такое было бы полезно. Позже.

insta360 ONE X2

Видос классный. Однако напрягает вращение.

4) Не думали стабилизировать программно вращение? Есть еще вариант стабилизатор какой-то поперечный соорудить, чтобы не давал быстро крутиться, но парусность от него увеличится же, да и вес? Вроде как программная стабилизация идеальна была бы. А эта камера трекает своё положение по встроенному компасу?

Vaisala RS41-SGP

5) Можно про это подробнее? Где, по чем брали? Может там куда к шине перед передатчиком подключиться можно и записывать ардуинкой на флешку сырой поток данных, которые улетали на радиомодуль? Расскажите подробнее, пожалуйста про приёмную часть. Как-то упустили в рассказе. Там что-то вроде LoRa?

Жаль, что не пишет трек на карту памяти=(. Напрашивается специальный контроллер закодить на базе STM32 для телеметрии и записи трека не только по GPS.

Если кто первый раз - советую гелий.

Подороже, но зато в бесконечное количество раз спокойней.

Да, вроде бы, если не травит нигде в закрытую полость чтобы опасная концентрация получилась, то не так уж и опасно. Бахнет оно сильно если пропорция с воздухом будет довольно узкая, а так даже при поджигании просто быстро сгорит. Ну брови пострадают наверно... однако 40 л... В общем, конечно надо поосторожнее.

6) Почем нынче водород?

цепляем безмен к шару и качаем шар пока на безмене не будет чуть больше 1.5 кг.

7) Расскажите подробнее как привязываетесь к шару, чтобы ещё и качать в него можно было газ.

Место запуска мы в этот раз выторговали у ОРВД рядом с городом, где-то под Гатчиной

Эх, у нас тут в Белгородской области с этим не прокатит так=( Небо закрыто.

8) Наверно про процесс получение разрешений вы писали в других постах. Почитаем. Но если нет, то поделитесь деталями, пожалуйста. И чем прогнозировали, если не было раньше.

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

Эх, жаль нет детального трека по температуре и координатам!

Где-то в районе 3500 м наш зонд теряет сигнал GPS

9) Есть мысли почему теряется GPS? Жаль нет полного NMEA-потока с GPS-приёмника. Прям интересно что там на высоте происходит с сигналом.

Может глушилка какая-то мощная видна становится? Хорошо бы. если делать спец-контроллер, слать подробности показания GPS-приёмника в эфир. Сколько спутников видно, в каких секторах неба и т.д....

В этот раз мы вставили не те батарейки в радиозонд. Мы использовали солевые - они имеют отрицательный КПД на морозе

Да в смысле!!!!!?!! Опять солевые под Питером?! Ну это вы дали...

10) На счет батареек. Почему именно аккумы? Они ж тоже на морозе сдают. Есть литиевые батарейки вот такие:

Вроде бы меньше боятся мороза, больше энергоёмкость, ещё они гораздо легче алкалиновых, хотя и сильно дороже. Для запуска идеально будет, особенно при учете оборудования, которым рискуете. И нет они не перезаряжаются. Это не литий-ионные аккумуляторы. Эти м атарейки ставятся вместо обычных пальчиковых куда угодно.

Азимут Иридиум - очень капризный, но довольно надежный трекер [..] он теряется на 8 км, всегда

Тоже вот интересно почему теряется.

11) Поделитесь, пожалуйста, если можете, максимально подробным записанным треком с него. Вдруг там найдутся подробности про потерю сигнала?

Ррразгружаем Сатану! Мы быстренько проверили по картам - от ближайшей дороги до места примерно 3 км.

12) Может лучше снегоход, охотничьи лыжи или снегоступы в тех условиях? Болото замерзшее было? Была опасность провалиться куда-нибудь?

зонд лежал нас ждал несколько часов. Все это время камера вела запись. [..] 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.

Можно запрячь скрипт, который прочешет через opencv видео на предмет детекта движения. Но вряд ли кто-то там попался. Лес большой, животных мало...

Вообще вы ребята очень крутые! Хочется тоже поучаствовать в ваших приключениях.

Напрашивается проект надёжного трекера и передатчика телеметрии на отдельном контроллере. Взять STM32, может быть даже вместе с шилдом каким-нибудь готовым с картой памяти, или развести полностью кастомный. Разместить GPS-Glonass-приёмник, весь целиком NMEA-поток с него писать на флешку. Также по UART с контроллера гнать телеметрию на LoRa-модуль по проводу. Модуль, наверно, имеет смысл от GPS-приёмника подальше разместить, чтобы не мешало радио. Ну или GPS наоборот с отдельным подогревом вынести повыше на проводе. Ещё можно трекать показания гироскопов и акселерометров. На худой конец можно худо-бедно проинтегрировать показания и замерять ускорения. Также полезно компас трекать, если камера не умеет. Хотя стабилизировать вращение можно и по картинке.

А ещё интересно, что если свесить с зонда длинную КВ-антенну и в QRP-режиме слать самую главную часть телеметрии? Очень пробивная получится штука, в лесу будет хорошо ловиться. Можно даже радиолокацию как в "Охоте на лис" применять.

Спасибо, что пишете интересные посты. Не стесняйтесь тут писать и более технические детали. Не хабром единым. Одно другому не мешает.

Кстати, вот тут немцы сделали открытый проект зонда на RPi. Ещё не углублялся, но мне кажется таких проектов много. не знаю насколько надёжно использовать RPI в таких условиях, лучше наверно контроллер. Его функциональности для телеметрии хватит, а запись видео и так хороша отдельным девайсом.

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!

Всем известно, что для возвращения на Землю космонавтов и астронавтов из космического пространства используется спускаемый аппарат космического корабля. Россия, на данный момент, является единственной страной в мире, которая имеет для этого собственный космический корабль "Союз". Он используется уже 50 лет и, хотя проходил множество модификаций, тем не менее, является самым надежным кораблем. Конечно, сейчас американская компания Space X успешно провела полет к МКС на своем корабле Crew Dragon, тем не менее, его ожидает процесс сертификации в НАСА и, мало того, он должен показать свою надежность, которую показал за многие годы корабль "Союз".

Теперь немного теории. Космические корабли с космонавтами возвращаются на Землю с высоты примерно 400 км. Это рабочая высота орбиты МКС. А теперь, ответим на вопрос, где же начинается космос? На какой высоте? Космос официально начинается на высоте 100 километров над уровнем моря. Хотя, можно сказать, что граница с космосом находится там, где заканчивается экзосфера. Экзосфера находится на высоте от 500 до 3000 тыс км. Возвращаясь на Землю, корабль развивает скорость равную первой космической скорости, а именно, 7.986км/сек. Почему так, да потому что они летают в космосе на такой скорости, чтобы не упасть на поверхность Земли.

Такие корабли защищены термозащитой на корпусе и имеют защитный экран на нижней стороне, которая как раз и соприкасается с атмосферой в первую очередь. Также, они имеют аэродинамические свойства, а именно, идеальные округлые или прямые формы, чтобы не разрушиться при входе в атмосферу. Мало того, на корабль при спуске к Земле, начинает действовать трение воздуха. От трения он начинает гореть в плотных слоях атмосферы. При возвращении космического корабля на Землю, когда он проходит плотные слои атмосферы, космонавты испытывают перегрузки от торможения, а вернее, отрицательного ускорения. Но заметим, что космонавтов надежно защищает корпус корабля.

С кораблями и космонавтами понятно. Давайте, теперь, ответим на главный вопрос: "Может ли человек прыгнуть на Землю из космоса?". Вопрос, конечно, смешной. Но, тем не менее, на него можно ответить. Как уже говорилось выше, первая космическая скорость равна 7.986 км/сек. Вот та скорость, с которой и входят все аппараты в атмосферу нашей планеты. Но, процесс вхождения в атмосферу не выглядит как пикирование. Аппараты планируют параллельно Земле, постепенно снижаясь. Но, к сожалению, даже в таких случая бывают катастрофы. Например, так во время спуска в атмосфере разрушился американский челнок "Колумбия" в 2003 году.

Так теперь давайте представим, что человек решил прыгнуть с высоты 100 км из специальной капсулы, закрепленной к стратостату, заполненному водородом и имеющему ракетную тягу. Как мы узнали выше, это уже граница космического пространства. Но даже тут, если ракета будет стартовать с высоты 100 км., ей все равно понадобится еще много топлива для достижения первой космической скорости, чтобы выйти на низкую околоземную орбиту, которая начинается от 160-200 км. Это значит, что на высоте 100 км скорость человека во время прыжка из капсулы не будет равняться первой космической скорости. Тем более, что стратостат будет подниматься на данную высоту долгие часы и скорость будет не высокой.

То есть, при прыжке человек начнет падать вниз на Землю. Скорее всего, во время полета человек будет пикировать прямо вниз. А это значит, что человек начнет, поначалу, набирать скорость и возникнут столь мощные нагрузки и огромное тепловыделение, создаваемое от сопротивления воздуха. В итоге, человек сгорит в плотных слоях атмосферы. Конечно, если он будет прыгать со сверхсовременным скафандром, разработанным для этого случая, то тогда, возможно, он не погибнет от холода, давления и отсутствия кислорода. Но скафандр начнет гореть. Конечно, для этого он должен будет иметь отличный слой теплозащиты, да и скафандр иметь идеальные аэродинамические свойства. Но возможно ли этой сейчас? Не стоит забывать, что и организм человека имеет свои ограничения и такую перегрузку он может просто не выдержать. Так что, прыжок на Землю из границ космического пространства возможен, но на данный момент вызовет, скорее всего, гибель исполняющего прыжок.

Сегодня мы рассмотрели только прыжок с космического пространства с высоты 100 км. Прыжок даже с низкой околоземной орбиты, скорее всего не позволит человеку так быстро приземлиться на Землю, если вдруг он там будет иметь первую космическую скорость, и он просто станет на долгое время - спутником Земли.

Известная современная практика - это два прыжка из стратосферы с высоты больше 38 км. Это прыжок из капсулы стратостата австрийского парашютиста Феликса Баумгартнера и вице-президента компании Google Алана Юстаса.

Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Будем рады вашей подписке на нашу страницу в Пикабу и сообщество в ВК, а также сообщество в Пикабу "Все о космосе".

Ребята мечтают о космических путешествиях. Они создали команду для запуска в небо талисмана факультета естественных и технических наук — плюшевого медведя в лабораторном халате.

Китайцы потратили на реализацию проекта 60 дней. Чтобы мишка приземлился вдали от аэропортов и жилых построек, запуск произвели на границе с Монголией. В течение полутора часов игрушка парила на высоте 28 тысяч метров, а затем медведь вернулся в свой сказочный лес приземлился на рисовом поле.