Операция «Антенна на шаре»
15.05.2021; Дмитрий Булавинов. Фото: Александр Шейнис, Илья Моторный, Дмитрий Булавинов.
Предыстория
В сентябре 2020 года с нами связался радиолюбитель Александр Шейнис UA1AJD, чтобы обсудить возможность подъёма антенны коротковолновой связи на воздушном шаре. Мол, обычно антенны для этого диапазона или растягивают горизонтально, или используют мачты. И что растянуть антенну вверх с помощью воздухоплавания — это весьма крутой и нетривиальный способ, поэтому такой вариант может быть очень многим интересен; снимем, мол, ролик для канала питерской девушки-радиолюбительницы Раисы Скрынниковой R1BIG, популяризирующей их радиолюбительское хобби (также известной как YL Raisa, где YL означает Young Lady). Ну а что тут обсуждать, если грузоподъёмности шара хватит и не будет сильного ветра — то возможно.
Здесь и далее латинским капслоком указан позывной упоминаемой персоны в радиолюбительских кругах.
Но потом у всех по очереди начались ковиды, зима и всё такое прочее, и мы отложили реализацию этого плана до весны. А в апреле продолжили обсуждение, планируя реализовать наш план в начале мая. Сначала хотели 4 мая, но в этот день внезапно пошёл снег, и перенесли на 15.
Исходно планировалась связь на частоте 1,8 МГц; это длина волны примерно 160 метров,
соответственно антенна должна быть длиной 80 метров, это примерно 800 граммов провода.
В принципе, обычные оболочки для метеозондов номенклатурой «500 г» и штатным диаметром около полутора метров,
которые мы запускаем в стратосферу, примерно столько и поднимают.
Но всё равно, плавучесть должна быть не околонулевая, а заведомо положительная,
чтобы провод
А освободившийся после антенных экспериментов шар, чтобы зря не пропадал, решили запустить в полёт с нашим стандартным комплектом оборудования, включая камеру и табличку, популяризирующую наши хобби, и затем его найти. Метеооболочку для описанных задач было тратить неразумно, поскольку взлетать на 30 км в планы не входило, поэтому решили довольствоваться обычным «магазинным» воздушным шаром диаметром 160 см.
Тут возникла дилемма.
Один из важных моментов коротковолновой радиосвязи — это многократные отражения радиоволн от ионосферы
(сильно ионизированного солнечными лучами слоя атмосферы на высоте 60–140 км);
благодаря этим отражениям возможна радиосвязь на очень больших расстояниях.
Ионосфера состоит из нескольких слоёв, различающихся концентрацией заряженных (ионизированных) частиц.
Так называемый «слой D» (самый нижний), степень ионизации которого сильно зависит от освещения солнцем в данный момент,
весьма существенно поглощает волны диапазона 1,8 МГц при солнечном освещении.
И поэтому в этом диапазоне чаще работают после заката.
А вот запускать шар с видеозаписью надо, по понятным причинам,
Антенна-луч на шаре
Итак, 15 мая ближе к вечеру собрались в намеченной точке — в заброшенном карьере у Семиозерья. Он представляет собой достаточно пересечённую местность — множество микроозёр, дорожек и холмов. Радиолюбители приехали чуть раньше, поставили тент (периодически накрапывал дождик) и на склоне одного из таких холмов в метре над землёй натянули горизонтальную антенну (диполь на 14 МГц), чтобы начать связь с неё. Побеседовали со многими, в том числе с Лондоном и Канадой.
Затем мы приступили к надуванию шара и подъёму антенны-луча. Наполненный гелием шар перевязали короткой верёвочкой, а к ней прикрепили непосредственно антенный провод. И начали вытравливать этот антенный провод по мере подъёма шара. Вытравив на нужную высоту, срастили его с куском ещё одной верёвочки, который закрепили за деревце. А провод по земле пошёл к радиооборудованию. Иными словами, провод одновременно служил и антенной, и закрепляющим шар леером.
Подсоединили антенну к согласующему устройству, проверили качественность собранной конструкции с помощью измерителя коэффициента стоячей волны. И приступили к радиосвязи.
Ролик про эксперименты с антенной на шаре
Вот ролик на канале Раисы R1BIG про эту антенну и про радиосвязь на этом мероприятии в целом.
Это же видео доступно вконтакте и на Ютьюбе (откуда оно, собственно, сюда и залинковано).
Запуск шара
Сеанс радиосвязи с помощью этой антенны-луча на шаре тоже получился достаточно успешным. Пока она велась, подготовили табличку для запуска на шаре. Закрепили её, включили навигационное и видеооборудование для полёта, подготовили запускаемый контейнер и парашют к запуску.
Закончив с радиосвязью, смотали антенну, притянули шар к земле и прикрепили к нему парашют и контейнер с запускаемым оборудованием.
И в 21:35 запустили шар в воздух.
Напомню, мы использовали не оболочку от метеозонда, который поднимается примерно на 30 км и полёт которого (от взлёта до приземления) занимает около 2,5 часов, а обычный магазинный шар, который поднимается примерно на 10 км и полёт которого занимает около часа. Этот час мы также посвятили радиосвязи, в том числе попробовал свои силы в этом хобби Илья Моторный, наш электронный мозг.
Поиск оборудования
Около половины одиннадцатого навигационное оборудование передало координаты падения; контейнер на парашюте приземлился примерно в 9 км от места запуска по прямой, около дороги в посёлок Старорусское. К сожалению, в этот день в составе нашей поисковой группы отсутствовал штатный арборист Александр Кутищев, поэтому весь полёт мы надеялись, что парашют не зацепится за дерево в случае падения в лесу или упадёт в безлесной местности, на поле, болоте и т.п.
Мы, как участники организованного нами экологического движения «Ландыши»,
просто не имеем морального права пилить деревья и поэтому снимаем всё наше застрявшее на деревьях оборудование,
как правило, путём лазания на них.
(Видели листовки и плакаты про «Бросил в лесу мусор — 5 лет не будет хорошего секса»?
Это наши идея и реализация.
|
 |
|
Листовка «Бросил в лесу мусор — 5 лет не будет хорошего секса»
(скачать эту и другие листовки «Эколандышей» можно тут) |
Раиса Скрынникова R1BIG под плакатом «Бросил в лесу мусор — 5 лет не будет хорошего секса» (фото 2012 года) |
Неподалёку от места падения располагался другой карьер, и мы, приближаясь к координатам места падения,
теперь надеялись, что контейнер на парашюте упадёт в этот карьер и не придётся его снимать, ан нет:
контейнер приземлился буквально в 60 метрах от карьера, но
Ну что делать, надо что-то придумывать… Арбориста нет, верёвочно-страховочного оборудования никакого тоже нет.
На дворе около полуночи, даже вызвонить
Чего именно мы хотели добиться с помощью рогатки, мы не очень понимали.
Видимо, чтобы грузик пролетел сквозь верёвочные стропы парашюта, спустился до земли и за получившуюся петлю мы бы сдёрнули контейнер.
Шнурок забрасываемого рогаткой грузика аккуратно размотали по разложенному на мху пледе, чтобы он ни за что не цеплялся при разматывании.
Первая попытка — шнурок таки за
Потянули за идущий к грузику шнурок — и вдруг парашют дёрнулся вниз. Стали понемногу вытравливать шнурок — и парашют начал потихоньку спускаться… И вот так, потихоньку-полегоньку, парашют с контейнером опустился на землю. Радости нашей не было предела! От обнаружения парашюта до его спуска прошло менее часа, это был большой успех.
Собрали оборудование и вернулись к машинам. Там выключили всё оборудование, перекусили и около часа ночи, усталые и очень довольные, разъехались по домам.
Схема полёта шара
Эта же схема — на
Видео из этого полёта
Это же видео доступно вконтакте и на Ютьюбе (откуда оно, собственно, сюда и залинковано).
Стоп-кадры из видео
Несколько стоп-кадров из этого видео (больше — по ссылке).
Технические данные полёта
- Запуск — 15.05.2021 в 21:35 MSK (18:35 UTC) из карьера близ Семиозерья (Ленинградская область, Карельский перешеек), координаты N60.347511, E29.354186;
- лопание шара — в 21:59 на высоте 7960 м;
- приземление — в 22:30 около дороги в посёлок Старорусское, координаты N60.364858, E29.193726;
- весь полёт занял около одного часа, примерно полчаса вверх и полчаса вниз;
- дальность полёта примерно 14 км по треку и 9 км по прямой;
- максимальная высота 7960 метров;
- минимальная температура –17 °C (примерно на максимуме высоты; на земле же было около +22 °C).
Запускаемое оборудование
- Адиабатический контейнер;
- GPS/GSM-трекер Meitrack MT90;
- GPS/GSM-трекер Xexun TK102;
- GPS/GSM-трекер TK-STAR TK909;
- спутниковый GPS-трекер SPOT 2 (подробнее);
- самодельный передатчик на 433 МГц;
- самодельный баротермологгер на основе датчика MS5534;
- видеокамера Mobius1;
- парашют.
Дополнительные материалы
- Сайт Раисы Скрынниковой R1BIG, её аккаунты в фейсбуке, инстаграме, ютубе, а также на сайте радиолюбителей qrz.ru;
- «На короткой волне» — статья на сайте rusmir.media, поясняющая общую суть любительской радиосвязи, зачем и кому всё это нужно в XXI веке и пр.;
- видео с этого мероприятия, точнее два видео:
-
фотографии с этого мероприятия:
- все вместе в виде превьюшек (и они же вконтакте и в фейсбуке),
- фотографии Александра Шейниса,
- фотографии Ильи Моторного,
- фотографии Дмитрия Булавинова,
- кадры из видео с запущенного в стратосферу шара;
- GPS-данные полёта (трек и ключевые точки) в виде GPX-файла (120 Кб);
- рассказы о других аналогичных запусках, осуществлённых нашей командой — в архиве;
- сайт CUSF Landing Predictor, позволяющий достаточно точно прогнозировать полёт шаров.
Благодарности
Хочется сказать «Спасибо» всем, принявшим участие в этом запуске:
- Александру Шейнису UA1AJD — за общую идею и меткость в стрельбе из рогатки,
- Раисе Скрынниковой R1BIG — за популяризацию любительской радиосвязи,
- Алексею Белякову RA1AMO — за техническую поддержку проведённой радиосвязи,
- Илье Моторному — за многолетнюю техническую поддержку «RandomRace».
Участники запуска
