Vysílali jsme živě ze stratosféry. To v Česku ještě nikdo nedokázal

V rámci experimentu Stratocaching se nám podařilo odvysílat živý video přenos z cesty balónu do stratosféry a zpět. Let trval dvě hodiny a dvacet minut a diváci jej téměř do přistání mohli sledovat on-line. V Česku se něco takového zatím nikomu nepodařilo. Stream sledovalo přes 200 000 diváků.

"Tak a přišli jsme o obraz. Teď už ten balón asi nezachytíme. Nevím kde je," hlásí Ondřej Homolka od sledovacího počítače.

Shrnutí Stratocachingu k 18.11. 2013

Úspěchy i neúspěchy

• Nalezeno pět stratokešek (Basf, Axis, Citroen, Mobile Solution, Grafite). Stále chybí čtyři.
• Jedna keška zřejmě uplavala po Berounce.
• GPS trackery bohužel selhaly.
• Dvě "radiosemínka" jsou nezvěstná, i když se je podařilo trackovat až do 14 kilometrů nad zemí. Pak se odmlčela.
• Hra pokračuje až do neděle 24. listopadu. Více v on-line reportáži zde.
• Celý let balónu si můžete prohlédnout zde.
• Vyhodnocujeme důvody selhání vysílačů ve stratokeškách. Hypotézy začínají na selhání kvůli vlhkosti a zkratu a končí až totálním selháním systému, který si ve třiceti kilometech nevěděl rady. Vše ovšem naráží na to, že při testech GPS tracker přežil. Uvidíme.
• Zájem byl obrovský. Ihned po nalezení jakékoliv z prvních čtyř stratokeší se seběhlo několik lidí. Po uveřejnění souřadnic na webu tak už prakticky nebylo o co bojovat. Nálezců bylo během několika minut přímo na místě víc než cen. Ostatní neměli šanci.
• Průběh hry kazila nefunkční aplikace. Kvůli obrovskému zájmu docházelo i k občasnému přetížení serverů.
• Videostream sledovalo přes 200 000 diváků.

Dropion je zhruba v deseti kilometrech nad zemí a nadšení z dosud téměř bezchybného průběhu experimentu opadá. Videostream se zastavil a diváci se koukají na "zamrzlý obraz." Vypadá to beznadějně. Tak vysoko a daleko spojení ještě nikdo nezkoušel. Už teď máme rekord.

"Máme azimut. Pokusím se nastavit anténu ručně," hlásí po chvíli Ondřej.

Stodvaceticentimetrová parabola na střeše ČHMÚ se začíná otáčet. Sedíme kousek od ní. Vypadá to jako ve Hvězdných válkách. S tím rozdílem, že v našem případě z paraboly nevytryskne žádný smrtící paprsek. I ty povely, které si mezi sebou vyměňují lidé z řídícího střediska v Laborkách ve Slaném a s Ondřejem u počítače na startu, zní pro neznalého jako dokonalé sci-fi nebo tajná šifra.

"Máme signál! Stream jede!" zní vítězoslavně po několika málo minutách výpadku.

Diváci se zase mohou dívat na přímý přenos. Země se pod Dropionem pomalu vzdaluje. Díky krásnému počasí je všechno perfektně vidět. Tak to pokračuje až do oněch 30 722 metrů. Je krásně zřetelné zakulacení Země obalené světlemodrým až fialovým závojem. Okolo je černo. Pak pyropatrona automaticky uvolňuje stratokešky a o minutu později balón. Začíná divoký sestup dolů.

Rychlostí přesahující 200 kilometrů za hodinu se Dropion řítí k Zemi. Uvolněný držák kešek po chvilce urazí GoPro kameru, která však (jak zjišťujeme na zemi) natáčí v pohodě dál. Jen už ty záběry nejsou tak stabilní.

Hromadná fotografie účastníků startu 16.11.2013 z ČHMÚ v Libuši. Najdete se?

Kamera Axis, která zajišťuje celou dobu přímý přenos, také stále funguje bez problémů. Výpadky jsou stále častější, ale přímý přenos jede. Takový úspěch nikdo nečekal. Obraz vypadává až přibližně dva kilometry nad zemí, když nám Dropion zaletí za obzor. To už jej však sledují oči stovek "lovců", kteří se na stratocaching vypravili. Dropion nakonec bezpečně dosedá ve 12:42 na zahradu rodinného domku v Cerhovicích. Majitel je nejprve překvapen a pak i viditelně potěšen. Na místo přijíždějí stovky hráčů (více v on-line reportáži zde).

Jak jsme jsme dělali přímý přenos ze stratosféry

V Dropionu byla instalována IP kamera AXIS P1214-E, která se standardně používá například pro dohled bankomatů. Kamera má vysoké rozlišení 1 280 × 720 pixelů, horizontální úhel záběru 80° a nabízí na výstupu video o rychlosti až 30 snímků za sekundu kódované do formátu H.264.

Axis umí rovněž záznam na microSD kartu o kapacitě až 64 GB, což bez problémů postačí na několik hodin v té nejvyšší kvalitě. Ačkoliv je kameru možné provozovat v teplotách až do - 20 °C, bylo to pro let Dropionu přece jen trošku málo (v okolí jsme při letu naměřili -69 °C). Proto jsme optickou část kamery doplnili přídavným topením (o výkonu 8 W) z odporového KANTHAL drátu a bimetalového termostatu.

Nákres zapojení pro přenos videa z Dropionu na zem.

Pro přenos videa z Dropionu jsme využili radiomodem pracující v pásmu 13cm vln. Signál byl vysílán přes multipolarizační anténu se ziskem 0 dBi. Tu nám vyrobili technici na ČVUT. Bez takovéto špičkové antény bychom z všemožně rotujícího Dropionu nedostali ani obrázek. Na zemi jsme rádiový signál přijímali parabolickou anténou o průměru 120 cm, která svým ziskem 27 dBi dohnala to, na co nestačila anténa v Dropionu.

Pomohl dálnopis

• APRS je zkratka pro Automatic Packet Reporting System, který využívají radiomatéři právě třeba pro sledování pozic balónů nebo pro přenos telemetrických dat. Více na www.aprs.org.
• RTTY je zkratka pro Amateur Radio Teletype, neboli dálnopisný systém využívaný radioamatéry na celém světě, více na www.rtty.com.

Bylo však potřeba vyřešit jeden zásadní problém. Tím bylo neztratit rádiové spojení s Dropionem, na který jsme potřebovali mířit naší velmi směrovou parabolou s vyzařovacím úhlem 7°. K tomu nám posloužily důležité systémy na palubě Dropionu zvané RTTY a APRS. Tyto dva vysílače přebíraly data z GPS přijímače a posílaly je ve čtyřsekundových (RTTY) a dvacetisekundových(APRS) intervalech dolů na zem.

Na místě startu na střeše budovy ČHMÚ v Libuši byl pozemský přijímač telemetrie, takže jsme měli neustálý přehled o tom, kde se Dropion nachází.

Rotátor na sledování družic

To nejzajímavější však přišlo z dílny dalšího účastníka projektu, Martina Blaha. Ten pro videopřenos poskytl nejen parabolu, ale i automaticky řízený anténní rotátor, který poslouchal poziční data z přijímače. Rotátor SpidRAS s řídícím boxem Spid2Prog se běžně používá pro příjem z družic na nízké oběžné dráze. V reálném čase se musí za letící družící otáčet.

Martinem napsaný program, běžící na notebooku na střeše libušské observatoře, zpracoval tato data do příkazů pro servo motory rotátoru. Díky nim parabola nespustila z dropionu své oko, a my jsme tak získali kvalitní video stream z téměř celé doby jeho letu.

Dropion při divokém pádu stratosférou. V pozadí si všimnete naší krásně kulaté Země.

Video stream z Dropionu jsme dole u antény ještě zchroupali lokálním EvoStream serverem, běžícím na našem stařičkém notebooku. Takto upravené video jsme společně s živým videem z místa startu dropionu (otočná kamera AXIS P5534-E) poslali přes wi-fi spoj v pásmu 5 GHz na internet. Video pak už putovalo přes NetRex video platformu a streamovací servery iDNES.cz k tisícům diváků na internetu.

Příště: Video z celého letu včetně průletu letadel a detailních záběrů na odpojení balónu a stratokešek.