Интернет в космосе

Радиолюбительская связь с МКС

Магазин / аукцион / FPR / donate / услуги / RSS / / вход Facebook Twitter Мой мир Вконтакте Одноклассники Google+

Как это ни кажется фантастикой, но у любого человека есть возможность связаться с Международной Космической Станцией. Правда для этого нужно совпадение ряда условий и не сложное оборудование. Станция должна находиться в прямой видимости от корреспондента. С этим проблем нет, станция движется быстро и дождаться её появления на небосводе не составляет особых проблем. О том где в конкретный момент будет находиться МКС и по какой траектории она летит можно узнать на страничке текущее положение МКС. С МКС передаётся телеметрия, qso, голос и прочее, всё это передаётся в нешифрованном виде и любой человек может принимать эти данные для изучения.

Так же можно посетить страничку с web-трансляцией с борта МКС на сайте NASA. Естественно, что из-за большой дистанции вещание идёт с небольшой задержкой.

Что нужно из оборудования? В принципе, достаточно оборудования работающего в радиолюбительском диапазоне двухметровых волн. До МКС около 600 километров, но она всегда находится в прямой видимости на небосводе. Телеметрия передаётся на APRS 145.825 МГц, но эта частота со временем может измениться. Так же периодически на МКС включен репитер работающий в кросс-бренд режиме или в режиме с разносом частот. Репитер на МКС всегда передаёт информацию на частоте 145.800 МГц в частотной модуляции. В режиме кросс-бренда МКС прослушивает частоты с 437.792 МГц по 437.808 МГц частоты плавно меняются оператором до достижения уверенной связи и в течение работы перестраивается. В режиме разноса частот, МКС прослушивает 145.200 МГц.

Какую антенну использовать для прослушивания МКС? Желательно использовать узконаправленную антенну с очень узким лепестком. Но тут возникнет несколько проблем с позиционированием антенны. Так же не надо забывать то, что станция быстро перемещается по небосводу и её траектория в разных точках планеты не линейная. Так, что для того, чтобы поймать МКС и пообщаться с ней лучше выезжать далеко от города с его массовым загрязнением радиоэфира.

Если у кого-то есть положительный опыт не только сканирования, но и передачи, то поделитесь своим опытом.

Оборудование рекомендуется для связи с МКС

  • Трансивер, или приемопередатчик, подойдет любой имеющий частоты 145,0-146,0 МГц, вид модуляции FM, возможность работы на разнесенных частотах (split) и мощность порядка 20 Вт. Например: ICOM-7000, ICOM-706MK2G, ICOM-746, ICOM-910H и т.д.
  • Направленную антенну для диапазона частот 145 МГц типа Yagy или Квадрат; Для уверенной связи в любую погоду — минимум 5 элементов. Однако опыт проведения радиосвязи показывает что в ясный день можно провести связь и на обычные штырь/диполь/рамку, но это уже будет мучение и для вас и для космонавтов.
  • Поворотное устройство. Это могут быть редукторы фирмы Yaesu, или других зарубежных фирм, а могут быть и самодельные поворотные устройство. Хорошо зарекомендовал себя редуктор для поворота антенны в двух плоскостях фирмы Yaesu G-5500.
  • Компьютер и программное обеспечение для вычисления орбиты МКС и управления поворотом антенны. Есть две популярные программы для этих целей Orbitron и SatScape.
  • Устройство для управления поворотом антенны от компьютера можно приобрести готовое фирмы Yaesu GS-232A. Или изготовить самодельное.

Этот сайт использует файлы cookies, чтобы упростить вашу навигацию по сайту, предлагать только интересную информацию и упростить заполнение форм. Я предполагаю, что, если вы продолжаете использовать мой сайт, то вы согласны с использованием мной файлов cookies. Вы в любое время можете удалить и/или запретить их использование изменив настройки своего интернет-браузера.

Сообщайте мне о замеченных ошибках на: web@orcinus.ru. Все пожелания и советы будут учтены при дальнейшем проектировании сайта. Я готов сотрудничать со всеми желающими. В некоторых случаях, мнение автора может не совпадать с мнением автора! Phone: +7-902-924-70-49.

Сеть, которая в 100 раз быстрее, чем Google Fiber

Пока пользователи отправляют информацию через привычный нам интернет, американское космическое агентство пользуется закрытой сетью ESnet. ESnet – сокращение от Energy Science Network — это сеть отдельных телекоммуникационных каналов, которая передает данные на невероятных скоростях, рекорд ее скорости при передаче информации составил 91 гигабит в секунду. Эта же цифра является мировым рекордом.

НАСА не собирается подключать к ней частных пользователей, но научные исследования по передаче информации, которые ведутся на ее основе, могут лечь в основу новых сетевых технологий

ESnet обслуживается министерством энергетики США, к ее использованию прибегают многие исследователи, работающие с большими объемами данных, в частности, на Большом адронном коллайдере. Благодаря ESnet они могут отправлять данные по кабелям, а не посылать друг другу жесткие диски. Как говорит директор сети Грегори Белл, «мир научных открытий не должен быть ограничен географически».

Рекорд скорости сети при передаче информации составил 91 гигабит в секунду. Эта же цифра является мировым рекордом

Первой подобной сетью был всем известный проект ARPAnet, созданный по заказу Пентагона, и превратившийся позже в современный интернет. Но ARPAnet не был уникален. В 1976 году министерство энергетики США профинансировало создание сети, связавшей Национальный научно-исследовательский вычислительный центр по проблемам энергии с другими научными лабораториями. В 1980 году министерство проложило еще одну сеть под названием Сеть физики высоких энергий между лабораториями, изучающими физику элементарных частиц. Позже обе этих сети были объединены в единую ESnet.

Со временем природа ESnet изменялась. В первые годы она базировалась на спутниковой связи и наземных кабелях. Сегодня используется оптоволокно, которое соединяет 17 национальных научных лабораторий в США и многие университетские научные центры. С 2010 года ESnet и Internet2 (некоммерческая компьютерная сеть, созданная в 1995 году после коммерциализации интернета) пользуются «темным волокном» — лишней сетевой инфраструктурой, созданной провайдерами во время «пузыря доткомов», когда казалось, что рост интернет-бизнеса будет продолжаться бесконечно.

Именно в ESnet был установлен мировой рекорд по скорости передачи данных — 91 гбит/c, в ходе эксперимента данные передавались между научными центрами в Денвере (Колорадо) и Гринбелте (Мэриленд).

Теоретически, эта сеть уже готова к передаче данных со скоростью 100 гбит/с. Сетевое оборудование, позволяющее работу на этой скорости появилось в ней еще в 2010 году. На практике же все сложнее, пропускная способность каналов и внутренняя логистика сети пока не позволяют достичь таких скоростек.

В 2012 году специалисты НАСА осуществили передачу между научными центрами в Канзасе и Юте на скорости 98 гбит/с. В начале 2014 Alcatel-Lucent и British Telecom смогли достичь скорости передачи данных в 1,4 терабита в секунду. Но в обоих случаях эта была связь по прямому каналу, что в реальной жизни встречается редко, поэтому рекордом считается именно 91 гбит/c.

Сотрудники ESnet продолжают развивать сеть, чтобы оптимизировать логистику и все-таки выйти на скорость 100 гбит/с. Одно из новых решений — виртуальный интерфейс OSCARS – позволяет использовать более продвинутые протоколы передачи данных без значительных изменений в аппаратном обеспечении.

Частные провайдеры тоже настроены оптимистично. Американская телекоммуникационная компания XO Communications уже установила у себя инфраструктуру, рассчитанную на передачу данных со скорость 100 гбит/c. Разумеется, в ближайшее время на 100 гигабит частным пользователям рассчитывать не приходится, да и 10 гигабит пока не очень реальны, но все эти исследования и усовершенствования потихоньку помогают улучшить и наше подключение к интернету. Учитывая растущее число пользователей и привычку смотреть потоковое видео, любые улучшения сетевой инфраструктуры надо приветствовать.

Грегори Белл, между тем, заявил, что в ESnet ставят эксперименты по передаче данных на скорости 400 гбит/с, а долгосрочной целью является достижение скорости в 1 терабит в секунду. Пока это звучит абсолютно фантастически, но ведь и то, что у нас есть сегодня, 10-15 лет назад было фантастикой?

На нашем сайте каждый желающий имеет возможность смотреть в прямом эфире онлайн трансляцию с МКС (Международной космической станции) абсолютно бесплатно. Высококачественная веб-камера позволяет насладиться удивительной красотой планеты Земля в формате HD, которая уже на протяжении многих лет транслирует видео с орбиты в режиме реального времени.

Съемка ведется с борта МКС, которая находится постоянно в движении, осуществляя полет по орбите. Сотрудники NASA, находящиеся на борту совместно с представителями космической индустрии других стран, ежедневно ведут наблюдение из иллюминатора, изучая особенности космоса.

МКС – искусственный спутник Земли, осуществляющий время от времени стыковку с другими космическими аппаратами и станциями для передачи материалов исследований и замены персонала. С помощью веб-камеры НАСА можно увидеть удивительные космические пейзажи в космосе именно в эту минуту.

Принцип работы

При проектировании используется архитектура DTN (Delay&Disruption-Tolerant Networking). Одной из особенностей протоколов, построенных на базе этой архитектуры является доставка данных вне зависимости от текущего состояния каналов связи. В DTN реализован принцип работы «сохрани и передай» (Store and Forward). При получении данных для узла, в настоящий момент находящегося вне зоны доступа, данные сохраняются. После нахождения маршрута до получателя (или самого получателя) данные передаются на следующий узел.

Передачу пакета данных в DTN можно сравнить с перевозкой груза на грузовике из пункта А в пункт Z по указателям A->B->…->Z. Если в пункте M не будет указателя на N или дорогу размоет, то груз (данные) в обычном варианте выкидывается. Доставка груза (данных) в варианте DTN будет выглядеть следующим образом: Фура доезжает до пункта B. В пункте B становится известно, что дороги (канала связи) в C нет, и когда появится — неизвестно. Фура разгружается, груз отправляется на склад. Через 20 дней появляется дорога до C и груз перевозится в новый пункт. При этом отправитель в пункте А не знает, как (и в общем случае когда) груз дойдет до адресата.

Интернет из космоса. Зачем и кому это нужно?

Нужно больше спутников

Иногда кажется, что на орбите должно быть уже очень много постоянно работающих космических аппаратов. Ракеты в последнее время стартуют, едва ли не раз в два-три дня, выводят за раз много, иногда больше сотни спутников. Сколько же там всего накопилось космических аппаратов?

На самом деле не так и много. Согласно данным Управления Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства, в настоящее время в космосе на орбите Земли работает чуть меньше двух тысяч спутников. Всего же в космосе находится около 4900 космических аппаратов, это накопилось за все время изучения космоса. Да, некоторые со временем приближались к Земле и сгорали в плотных слоях атмосферы, но большинство до сих пор так и летает в пространстве.

Теперь представьте, в настоящее время около двух тысяч работающих спутников используют все страны, а компания SpaceX предлагает по проекту Starlink запустить около 12 тысяч спутников. В шесть раз больше чем используется сейчас. Зачем?

Источник фото: SpaceX

Компания планирует с их помощью обеспечить весь мир дешевым и быстрым интернетом. А где интернет, там и голосовая связь, больше не надо будет зависеть от вышек сотовой связи — позвонить или выйти в сеть можно будет в глухой тайге и африканской пустыне.

Да, в настоящее время есть действующие системы спутниковой связи, но для их работы используется гораздо меньшее количество спутников. Например, система Iridium обеспечивает связь по всему миру, используя лишь 66 работающих аппаратов. Но у этой системы количество абонентов лишь недавно перевалило за отметку в 500 тысяч человек, связь достаточно дорогая и используют ее в основном на торговых и пассажирских судах.

Если же нужно обеспечить связью несколько миллиардов человек, то и спутников должно быть гораздо больше.

Три проекта

Всего в настоящее время в мире есть три проекта по созданию больших спутниковых группировок. Два глобальных и один локальный, рассчитанный на отдельную страну. Глобальные — это Starlink (12 тысяч спутников) от компании SpaceX (именно той, под управлением миллиардера Илона Маска, что научилась запускать ракеты Falcon 9 и возвращать на землю их первые ступени) и проект OneWeb (700-1000 спутников) от британской компании, заручившейся финансовой поддержкой множества крупных корпораций.

Особняком стоит российский проект «Сфера» (600 спутников), о создании которого было объявлено только в марте 2018 года. По планам создателей «Сфера» обеспечит полное мировое покрытие, но создается в основном для жителей России. Есть слухи о подобном китайском проекте, но как это принято в Поднебесной, до начала реализации проекта информации о нем практически нет.

Все проекты находятся на различных стадиях создания, пока ближе всех к реализации именно One Web, у него уже готова часть космических аппаратов, заключены контракты на их доставку на орбиту. Основным доставщиком должен стать российский Роскосмос. Предполагается, что он запустит 21 ракету «Союз» и от пяти до 13 ракет «Протон», чтобы вывести в космос более 800 аппаратов.

Источник фото: OneWeb

Из 800 спутников 672 будет выведено «Союзами» по 32 аппарата за запуск, а сколько спутников за раз будет выводить «Протон», пока информации нет.

Проект Starlink немного отстает. В 2018 году были запущены два тестовых спутника, которые показали свою работоспособность, но когда начнется массовый вывод на орбиту и сколько в настоящее время уже готово аппаратов, неизвестно. Есть данные, что компания SpaceX начнет выводить их в космос уже с конца 2019 года, но пока подтвержденных дат нет, да и займет это гораздо больше времени, учитывая небывалый размах в 12 тысяч космических аппаратов.

С российским проектом пока все грустнее, есть только заявления о необходимости его создания. Не выделено финансирования, не определены точные даты, но что еще хуже — нет внятной бизнес-модели. Продавать недорогой спутниковый интернет по миру — это логично, а делать мировую сеть для использования в России, звучит не очень.

Глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин только еще больше запутал ситуацию, рассказав, что спутники российской «Сферы» будут заниматься дистанционным зондированием Земли, съемкой поверхности для подсчета деревьев в российских лесах и точного определения границ земельных участков.

OneWeb против ФСБ

Совсем недавно представители ФСБ заявили, что система OneWeb несет угрозу национальной безопасности России и может быть использована для разведки. Подобные заявления и изменения в законопроект «О связи» ставят под удар не только наличие в России спутникового интернета, но и очень важный и нужный заказ для Роскосмоса на запуск такого большого количества спутников.

2 ноября 2018 года российские чиновники укрепили свою позицию в будущем споре с OneWeb и другими подобными организациями. Минкомсвязи России запустило законопроект «О внесении изменений в статью 71 Федерального закона „О связи“», все изменения как раз и направлены на запрет ввоза в Россию и использования абонентских терминалов для пользования зарубежным спутниковым интернетом.

Дело в том, что если российские провайдеры связи и интернета будут исполнять закон Яровой и сотрудничать с органами, то для находящихся в Великобритании или США головных компаний проектов спутникового интернета это будет сделать проблематично. Что, по мнению ФСБ, сильно ухудшит ситуацию с безопасностью в стране.

Причем, как уверяют представители OneWeb, запрет не повлияет на возможность в России пользоваться интернетом, все необходимое для приема наземное оборудование может быть размещено вне границ Российской Федерации. Пока не ясно, как будут действовать российские органы в такой ситуации, а также получится ли у Роскосмоса отвоевать свой контракт. Скорее всего, об итогах противостояния мы узнаем уже в ближайшее время.

Спутниковый интернет — как это будет

Пока нет точных данных, как именно будет реализовываться использование интернета в разных проектах. Можно лишь предположить, основываясь на уже использующейся системе Iridium. Оборудование будет состоять из двух частей — спутниковой орбитальной группировки и наземных станций, служащих для перераспределения и обработки сигналов. При этом наземных станций предполагается немного, OneWeb объявила, что для покрытия России интернетом хватит станций, расположенных в Норвегии, Казахстане, Италии и США.

Для того, чтобы пользоваться интернетом, нужен будет или специальный блок-роутер, подключающийся к компьютерам и мобильным устройствам, или впоследствии в устройства будут добавлены специальные чипы для связи со спутниками, как это происходит сейчас с устройствами, использующими спутниковые сигналы для определения координат (GPS, ГЛОНАСС). Сколько будет стоить интернет и какая будет пропускная способность у устройств, пока не известно. Впрочем, ждать осталось недолго, будущее уже совсем рядом.