Misia
České občianske združenie Žádná věda uskutočnilo na jeseň 2013 v spolupráci so serverom Idnes.cz populárno-vedecký experiment Stratocaching. Projekt spočíval vo vypustení meteorologické balóna so špeciálnou gondolou, z ktorej sa v stratosfére malo uvoľniť 12 lietajúcich kapslí. Tieto kapsle s dizajnom javorového semienka boli vybavené GPS trackerom a po dopade na zem sa stali predmetom geolokačnej hry. Súčasťou zámeru bolo aj zabezpečiť priamy prenos z balóna na serveroch Idnes.cz. Kamerový systém vrátane antény musel spĺňať vysoké nároky: hmotnosť celej zostavy nemala presiahnuť 600 g, pritom musela byť funkčná aj v extrémnom mraze a na vzdialenosť desiatok kilometrov.
Riešenie
Napriek prvotnej nedôvere k digitálnemu prenosu videa sa realizačný tím v spolupráci so spoločnosťou NetRex rozhodol využiť IP kamery Axis P1214-E spolu s rádio modemom a so špeciálnou multipolarizačnou anténou. Daný model kamery bol vybraný pre svoju minimálnu hmotnosť, avšak pri použití v extrémnom mraze stratosféry bolo nutné zabezpečiť aj dodatočné vyhrievanie optickej časti kamery. Signál z gondoly prijímala pozemná stanica vybavená parabolickou anténou. Video bolo následne pomocou streamovacej platformy NetRex poskytnuté na distribúciu na serveri Idnes.cz.
Výsledok
Zostava na streaming videa z balóna vážila napokon iba 586 g, no napriek tomu dokázala sprostredkovať úchvatné HD video v priamom prenose počas takmer celého letu. Zábery z kamery sledovalo online na serveri Idnes.cz viac ako 220 000 divákov. Tisíce ďalších divákov videlo následne aj záznam videa nahraný na pamäťovú kartu v kamere.
„Sme hrdí na to, že sa nám ako prvým v ČR podarilo uskutočniť priamy prenos videa zo stratosféry a predstaviť tak modernými technológiami verejnosti krásu planéty Zem,“ povedal Petr Bakoš, hlavný dizajnér projektu a člen usporiadateľského združenia Žádná věda. Jan Kužník, šéfredaktor magazínu Technet.cz, ktorý v rámci servera Idnes.cz projekt inicioval, dodáva: „Záujem publika nás doslova šokoval. Čaru videí zo stratosféry podľahlo takmer štvrť milióna divákov online, čo bolo možné dosiahnuť len vďaka technológiám Axis a nasadeniu tímu spoločnosti NetRex.“
Postačí 6 dkg na priamy prenos až zo stratosféry?
V prvej fáze experimentu počítali tvorcovia len so záznamom videa pomocou kamery GoPro. Hlavnou prekážkou totiž bola hmotnosť: predpisy platné v ČR totiž znemožňujú vypustenie nepilotovaného balóna s celkovou hmotnosťou vyššou ako 3 kg. Na streamovaciu zostavu teda zostávalo iba 600 g hmotnosti. Ak uvážime extrémny mráz v stratosfére, ktorý vo finále dosiahol až –69 °C, a veľmi nestabilné správanie balóna zmietaného vetrom vo vzdialenosti desiatok kilometrov od pozemného prijímača, zdal sa nápad použiť digitálny prenos dopredu odsúdený na neúspech. Ani niektorí členovia realizačného tímu nemali dôveru k digitálnemu prenosu obrazu, ale po mnohých debatách sa dali presvedčiť a okrem kamery GoPro Hero 3 (slúžiacej len na záznam), tak bola na gondolu inštalovaná aj IP kamera Axis P1214-E určená na záznam aj priamy prenos.
Vesmírne technológie v rukách nadšencov
Okrem kamerových expertov firmy NetRex bol tím Stratocaching zložený aj z inžinierov z ČVUT a zo skúsených rádioamatérov. Video prenos by sa nemohol realizovať bez špeciálnej, na mieru vytvorenej multipolarizačnej antény umiestnenej v gondole, ktorej náprotivkom bola pozemná parabolická anténa s rozmermi 120 cm so ziskom 27 dBi. To však nie je všetko. Aby nedošlo k strate signálu, boli v gondole balóna dva nezávislé vysielače telemetrických dát využívajúce rádioamatérske systémy APRS a RTTY. Pozemné stanice tieto pozičné dáta spracovávali a pomocou opäť na mieru napísaného softvéru ovládali špeciálny rotor, ktorý vždy nastavil parabolickú anténu správnym smerom. Technológia používaná na príjem signálu z družíc na obežnej dráhe tak dobre poslúžila aj v tomto projekte nadšencov. Kamerový tím si dobre poradil aj s ďalšími prekážkami, ktoré prinieslo nezvyčajné zadanie projektu – kamera Axis P1214-E, ktorá je vďaka svojej miniatúrnej veľkosti a vysokej kvalite obrazu používaná hlavne na diskrétny dohľad v bankomatoch a podobných inštaláciách, bola na cestu do stratosféry dodatočne vybavená prídavným kúrením z odporového drôtu a bimetalového termostatu.
Digitálu to ide aj z „vesmíru“
Výsledok experimentu nakoniec prekonal všetky očakávania. Balón dosiahol maximálnu výšku 30 722 metrov a dopadol na súkromný pozemok vo vzdialenosti len 47 kilometrov od miesta štartu. Po celý čas letu, ktorý trval 117 minút, kamera s výnimkou niekoľkých krátkych výpadkov dodávala na zem kvalitné video s rozlíšením 1 280 × 800 bodov, ktoré bolo zároveň ukladané na internú 64 GB microSD kartu. Rádiové spojenie sa stratilo až pri návrate vo výške niekoľko sto metrov nad povrchom zeme, keď už však bola gondola klesajúca na padáku na dohľad organizačného tímu. Video však nahrávala počas celého letu, dokonca ešte pri spiatočnej ceste autom. Priamy prenos na internete sledovalo viac ako 220 000 divákov. Spoločnosť NetRex navyše pripojila do streamu aj dve pozemné IP kamery (AXIS P5534-E a P1354), ktoré mohli čitatelia Idnes.cz ľubovoľne prepínať – jedna z miesta štartu a druhá z riadiaceho strediska. Celý experiment tak získal vďaka výhodám technológie sieťového videa nezvyčajnú publicitu.
Juraj RedekyTAKTIQ COMMUNICATIONS s.r.o.
