Hace algunas semanas dedicamos un artículo a la misión PhoneSat, un trío de smartphones apodados “Alexander”, “Graham” y “Bell” convertidos en los nuevos microsatélites de la NASA. El objetivo de esta misión era reconstruir imágenes de la Tierra en alta resolución a partir de lo captado por las cámaras de los smartphones y su posterior envío por señal de radiofrecuencia a varias estaciones de la Tierra, en donde cientos de radioaficionados ayudaron en la decodificación de los paquetes de datos de los satélites.

En esta ocasión no se trata de una misión de la NASA, sino de Dave Akerman y su intención de enviar al espacio una réplica en espuma del logo Raspberry Pi equipada con una cámara Pi para capturar imágenes de la Tierra. El objetivo marcado en esta peculiar hazaña era conseguir captar imágenes por encima de los 40 kilómetros de altitud. El lanzamiento estaba previsto para el pasado mes de abril mediante un globo sonda inflado con hidrógeno, pero las predicciones de viento no eran nada favorables para un vuelo de este tipo con aterrizaje en el mar. A pesar de ello, Akerman decidió seguir adelante aprovechando el tirón mediático del lanzamiento, junto a Eben y Liz, miembros de la fundación Raspberry Pi. Para ello, Dave fabricó un contenedor más adecuado para esta ocasión equipado con un flotador y así mantener el original para un lanzamiento posterior.

A pesar de que el vuelo fue bastante bueno y de que se trataba del primer experimento de este tipo realizado con la nueva cámara Raspberry Pi, en general la tasa de éxito de la misión no fue la esperada. La razón se debe a que la sólida cubierta de nubes que había en ese momento dificultaba la exposición para capturar imágenes con calidad y nitidez, además del error técnico de configuración de las opciones de captura para unas condiciones de iluminación que no se habían previsto en ese momento. Tal y como cuenta Akerman en su blog, al no poder teledirigir la cámara muchas de las imágenes aparecían desveladas por reflejos indirectos mientras apuntaban a la negrura del espacio. No obstante, se captaron imágenes en vivo únicas para este tipo de vuelo e incluso algunas de gran calidad.

Para el siguiente vuelo, se tomó nota de los errores cometidos en el lanzamiento anterior y se preparó todo el material, hasta que las predicciones de viento fueran las óptimas para el lanzamiento. Con el fin de evitar los problemas técnicos del anterior lanzamiento, se actualizó la última versión del software de la cámara Pi para su configuración en modo de medición matricial y se programó el software para capturar 3 tipos de imágenes por minuto: imágenes de pequeño tamaño para ser enviadas a un primer canal de radio, imágenes de tamaño medio para ser enviadas a un segundo canal de radio, e imágenes de alta calidad para que se almacenaran en la tarjeta SD de la cámara. De tal forma que, al igual que en la misión PhoneSat, las imágenes enviadas por la cámara Pi fueran registradas por señal de radiofrecuencia por un gran número de radioaficionados que colaboraron de forma desinteresada en la decodificación de las imágenes.

Los preparativos del globo sonda son bastante simples. Se cierra la carcasa de espuma en forma del logo de la fundación que alberga la Raspberry Pi, camara Pi y el rastreador por satélite, junto a la batería que alimenta el sistema. Se fija el globo al Raspberry Pi para el ascenso y el paracaídas para el descenso. En este caso y dada las ráfagas de viento, se tuvo que modificar el punto de lanzamiento para evitar un aterrizaje próximo a Bristol.

Tras el lanzamiento y con tiempo de vuelo previsto de 3 horas, la trayectoria de vuelo esperada mostró un itinerario previo al aterrizaje de al menos una hora en coche, en parte porque en el momento del lanzamiento el viento bajó su velocidad y aterrizó antes de lo previsto. Tras el registro de las imágenes recibidas, parece que esta vez la medición matricial de la cámara Pi y la buena climatología dio los resultados esperados, capturando imágenes de gran calidad e incluso en las imágenes de baja resolución registradas por el primer canal. Una de las imágenes almacenadas en la tarjeta fue tomada a una altitud aproximada de 38,9 kilómetros, más o menos en la misma posición donde se recuperó el artefacto.

En esta ocasión la participación desinteresada de los radioaficionados que registraron las imágenes enviadas fue excelente, a pesar de que Akerman utilizó un tasa de transmisión bastante alta que limita el rango de frecuencia. Las dos señales de radio habilitadas para registrar las imágenes fueron recibidas en Irlanda del Norte, Holanda e incluso en Francia.

La hazaña de Dave Akerman y su globo Raspberry Pi demuestran, con ciertas limitaciones tecnológicas, que con misiones low-cost como la del PhoneSat o la del globo con tecnología Raspberry Pi es posible llegar a límites impensables hace tan solo algunos años.

Imágenes | Dave Akerman

Hoy han hecho un lanzamiento de la plataforma desde las Islas Canarias que parece ser que ha sido un éxito.

Seguiramos expectantes de más noticias de este tipo.

S2

Ranganok Schahzaman

PD: Han pedido que se publicite el hashtag #GranCanariaSpaceport

1. Servidores itinerantes voladores de The Pirate Bay
   

   The Pirate Bay ha anunciado que pondrá servidores a volar. El experimento, según su blog, consiste en drones voladores con Rashperry Pi que volarían fuera de ninguna jurisdicción internacional. La única forma de apagar sus máquinas sería, dicen, derribar los drones con otros aeroplanos, un auténtico acto de guerra. Los servidores voladores serían frontales que redirigirían el tráfico a destinos secretos. Suena todo muy a ciencia ficción, pero parece que están decididos a hacer la prueba. Sólo les falta un buen software de mantenimiento de aviones.

   También en:

   • The Pirate Bay quiere trasladarse a servidores aéreos
   • The Pirate Bay aims for the clouds…literally
2. Japón quiere organizar una red de globos con antenas de telefonía móvil para situaciones de emergencia
   

   Para intentar reducir el impacto que tuvo el último gran terremoto de Japón sobre las redes móviles, la operadora japonesa Softbank (una de las mayores) planea desplegar estaciones base de telefonía móvil en globos a modo de red de emergencia en caso de que las torres terrestres convencionales sufran daños. No es una solución nueva, pues ya se ha probado en otros lugares como en Afganistán, donde estos globos de comunicaciones daban cobertura a las tropas occidentales desplegadas allí.

Esta vez trabajarían a baja altura y ancladas y/o con un control de posición (motores que controlaran el desplazamiento).

Este tipo de plataformas son perfectas para un despliegue rápido y barato de una red wireless (telefonía, WIFI, de servicios de emergencia).

S2

Ranganok Schahzaman

Por uno de los comentarios, hace unos pocos días encontre en la web la solución a este problema. Como se puede ver sólo se necesita una cámara y medir el ruido generado por las partículas cargadas o por los rayos gamma en el sensor (esto lo hace el propio móvil).

Sin embargo también podemos realizar esta prueba desde la sonda (sin un móvil, utilizando únicamente el hardware de la propia sonda y una cámara. Para realizarla correctamente hay que:

1. Tapar el sensor: tenemos que tener cuidado con qué tapamos el sensor puesto que dependiendo de lo que uitlizemos pararemos la emisiones alfa, beta y/o gamma.
   

   Las partículas alfa (núcleos de helio) se detienen al interponer una hoja de papel. Las partículas beta (electrones y positrones) no pueden atravesar una capa de aluminio. Sin embargo, los rayos gamma (fotones de alta energía) necesitan una barrera mucho más gruesa, y los más energéticos pueden atravesar el plomo.

2. Proteger el sensor con una estructura (metálica) que impida el paso a las partículas excepto por una zona (el objetivo). De esta forma además podemos dirigir el haz de entrada a un punto específico (poniendo un control de pan-tilt)
3. No comprimir las imágenes, o al hacerlo en un formato sin pérdidas.
4. Enfriar/calentar el sensor, pero mantenerlo a una temperatura estable: Al mantener el sensor a una temperatura estable el nivel de ruido térmico también lo será (por lo tanto la calibración será válida todo el viaje; es preferible enfriar el sensor ya que baja el ruido térmico del mismo, sin embargo es más sencillo calentarlo. En todo caso es necesario poner un sensor de temperatura lo más cercano posible al sensor optico para poder determinar la temperatura a la que se encuentra en todo momento.
5. Controlar el tiempo de exposicióncontrolando (o en su defecto midiendo) el tiempo de exposición, podemos estimar el número de impactos por unidad de tiempo de una forma más precisa que midiendo únicamente los fps.

Evidentemente luego se necesitará un post procesado del vídeo obtenido.

S2

Ranganok Schahzaman

Dos de los programas más sencillos de utilizar que han salido últimamente (tanto desde la vista del desarrollador como del usuario) son Google Maps y Google Earth. Sencillos de usar por parte del usuario y sobretodo por parte del desarrollador (lo que nos interesa) porque son ficheros XML:

Puedes crear archivos KML con la interfaz de usuario de Google Earth o utilizar un editor de texto simple o XML para introducir texto KML “original” partiendo de cero. Los archivos KML y sus imágenes relacionadas (de existir alguna) se pueden comprimir en archivos KMZ con el formato ZIP.

Google tiene varios tutoriales sobre KML en castellano, por lo que también se nos facilita la tarea. Además existen varias aplicaciones que muestran KML:

• Google Earth
• Google Maps / Google Maps para móviles
• NASA WorldWind
• ESRI ArcGIS Explorer
• Adobe PhotoShop
• AutoCAD
• Yahoo! Pipes

Todo ello ha hecho que me plantee el uso de ficheros .kml para la visualización del recorrido de la sonda. Por lo que he visto hasta ahora es sencillo realizar esta visualización una vez completado el recorrido (post-procesado), ya que se pueden añadir imágenes captadas y datos de sensado en el recorrido; sin embargo, interesa tener esos datos disponibles en tiempo real, por lo que hay que investigar si estos fichero permiten hacer de forma sencilla este proceso.

¿Alguna idea?

S2

Ranganok Schahzaman

En nuestro caso, dado que no usamos ningún medio para controlar o dirigir el aparato habrá que realizar una predicción de la ruta seguida. Para ello debemos basarnos en la predicción de vientos en la zona y saber a qué velocidad subirá el globo (relación masa-empuje). Todo ello es un cálculo que puede ser muy complicado, sin embargo, consultando algunos links me he encontrado con esta aplicación para realizar el cálculo del vuelo del globo automáticamente:

CUSF Flight Prediction

En unos segundos se puede realizar la predicción desde distintos sitios y con disinta relación de masas. Además contra más se acerque la hora del lanzamiento más fiables son las predicciones de vuelo.

De esta forma podremos decidir dónde lanzar el globo y con qué relación de gas para que sea seguro recuperarlo y no caiga en el mar o en medio de una carretera.

S2

Ranganok Schahzaman

En el OSHWCON 2011 su impulsor dió una charla que merece la pena escuchar (además por la explicación de cómo hicieron los lanzamientos de los globos sonda):

Charla: Trackuino

S2

Ranganok Schahzaman

QuèQuiCom – Satèl•lits low cost

Como se puede ver en el reportaje utilizan un globo estratosférico para llevar la lanzadera a una altitud de 35km y poder lanzar desde allí el satélite, de esta forma se puede cargar menos combustible (y por lo tanto abaratar el coste final).

A partir de este reportaje me he enterado que existe un concurso internacional que pretende fomentar el programa espacial de muy bajo coste: N-Prize

Y el equipo Español (en realidad es internacional: Austria, Dinamárca y España): Wikisat

S2

Ranganok Schahzaman

Este dispositivo, generalmente de aluminio, permitirá que los radares localizen de una forma fácil el globo, evitando que haya un accidente en caso que el globo se cruzara en una ruta de vuelo.

Se utilizan mucho en embarcaciones (podemos encontrarlos de forma comercial en tiendas especializadas) en dos modelos (circulares/poliédricos y tubulares):

Como puede verse se basa en planos perpendiculares entre ellos lo cual hacer que las ondas del radar reflejen siempre hacia el mismo punto que han venido y por lo tanto aumentando la “sección transversal de radar” del globo.

No son caros (se pueden comprar por menos de 10€ por internet) pero tampoco son dificiles de fabricar.

S2

Ranganok Schahzaman

Se puede seguir todo el proceso en su blog:

http://chasat.blogspot.com/

S2

Ranganok Schahzaman