Data Center: Bons ventos e seguintes servidores: A arte da previsão de vôo

Auto-avaliação do nível de proteção de recuperação de desastres

Já em Setembro, o Hélio Low Orbit Navigator (Assisted LOHAN ), a equipe enviou um poderoso orbe no alto em um voo de teste do nosso magnífico Vulture 2 da nave espacial foguete de ignição do motor.

A missão era uma operação de livro didático, com a carga útil eventualmente retornar a terra firme dentro de algumas centenas de metros da equipe de espera, em um ponto previsto pelo impressionante Universidade de Cambridge Space Flight Landing Predictor .

Desde 2008, quando Rob Anderson escreveu pela primeira vez o indicador, tem sido continuamente atualizado para melhorar o desempenho, e oferece agora quem quiser enviar um balão no ar a chance de ver muito rapidamente exatamente onde ele vai estourar e onde eles devem ir para recuperar o seu carga preciosa.

Aqui está uma previsão de sexta-feira 13 de Dezembro (. KMZ aqui ), mostrando que o lançamento da Área 51, em Nevada, com as taxas de subida e descida de 5m / s, e uma altitude explosão de 30.000 m iria viajar muito bem leste em Utah, onde o restos do balão pode ser rapidamente recuperado por esquadrões de helicópteros negros carregam memória apagamento armas de raios para qualquer um infeliz por ter testemunhado o desembarque:

É uma coisa inteligente, mas como é que funciona? Tivemos uma conversa com Daniel Richman, que no início deste ano seguido os passos de Rob Anderson, Fergus Noble, Ed Moore, Jon Sowman, Adam Greig em atualizar o preditor.

Daniel explicou:

National Oceanic do US and Atmospheric Administration (NOAA) fornece (livremente) previsões de vento, que contém uma enorme quantidade de informações, mas fundamentalmente, (horizontal) a velocidade do vento em vários níveis na atmosfera. Para uma aproximação bastante próximo, o balão vai se mover na mesma velocidade do vento.

Combinado com um modelo simples de quão rápido o balão vai subir, e quão rápido ele vai cair depois que ele estourou, tomamos a posição do balão em um determinado momento, a velocidade do vento, e calcular onde será um curto posteriormente, usando matemática nível do ensino secundário ("SUVAT"), embora o nome correto para isso é "resolver uma equação diferencial ordinária utilizando o método de Euler".

Há um par de outras subtilezas: por exemplo, em vez dos dados de vento a ser fornecidas em determinadas alturas, que é fornecido em certas pressões e, em seguida, as altitudes reais desses camadas de pressão em cada ponto da Terra é fornecida separadamente. Então, temos que primeiro trabalhar a pressão do ar correspondente à altitude do balão, e depois olhar para cima a velocidade do vento a esse nível de pressão. Suponho que isso tem a ver com a forma como a previsão funciona.

Além disso, uma vez que as velocidades são fornecidos em cada meio grau de latitude / longitude, temos a interpolação de adivinhar a velocidade do vento na posição do balão. Além disso, existem alguns detalhes pouco a ver com a conversão de distâncias em metros a mudanças na latitude e longitude e assim por diante.

O atual "one-shot" facilidade de previsão, como a Área 51 exemplo acima, entrou em funcionamento em 2010, e desde que os dados para o nosso playmonaut malfadado encontro com o Canal Inglês em dezembro passado.

De acordo com Daniel, o problema era com os servidores NOOA:

Por um tempo, estava usando os servidores OPeNDAP da NOAA. Basicamente, o servidor OPeNDAP é alguma coisa que o Java NOAA dar os seus dados de previsão e, em seguida, você pode pedi-lo para "todos os dados nesta faixa de latitude / longitude", o que é puro, uma vez que mantém a quantidade de dados que temos baixar baixa. Embora, naturalmente, muito grato aos dados gratuitos fornecidos pelo NOAA, esses servidores foram se tornando - por qualquer razão - um pouco lento e instável. Alternativas foram investigados, e descobrimos que nós poderíamos apenas fazer o download dos dados de base a partir de um servidor FTP NOAA.

Indo direto ao servidor de FTP tem as suas desvantagens, como Daniel elaborado para explicar a atualização preditor de 2013:

Agora tem que baixar ~ 6-7 GB, mas o servidor que o preditor agora roda em tem muito espaço em disco e gigabit internet, de modo que este não é realmente um problema.

Eu escrevi o novo código para baixar e descompactar (os arquivos baixados estão no formato GRIB2, o próprio método de compressão é na verdade uma variante do JPEG) esses dados com antecedência, que passa a cada seis horas para fazer o download da nova previsão da NOAA.

O download leva cerca de uma hora, e é limitado principalmente pelo fato de que leva cerca de uma hora para a NOAA para enviá-lo para seus servidores FTP.

O download de antecedência significa que, quando você empurra 'previsão funcionar ", em vez de esperar um minuto para os dados para fazer o download, ele começa instantaneamente. Além disso, podemos descomprimir os dados em um arquivo binário 18GB (referenciado no meu e-mail original) simplesmente porque isso significa que é muito rápido e fácil para o preditor para acessar os dados (essencialmente, o arquivo binário é um gigante 5 matriz dimensional de carros alegóricos de precisão dupla , "duplo dataset_array_t [65] [47] [3] [361] [720]").

Por rápido, quero dizer que o próprio palco cálculo agora leva entre 20 milissegundos e 2 segundos (dependendo se os dados de vento tem de ser lido a partir do disco ou é armazenado no cache de página) em vez de dezenas de segundos para carregá-lo a partir de vários arquivos .

O objetivo de longo prazo para o preditor é "reescrever o código previsão subjacente - o pouco que faz o cálculo real - para adicionar recursos como previsões para balões que atingem float, e assim por diante".

A opção "floater" certamente vai ser útil para os membros da equipe Lohan Dave Akerman e Anthony Stirk, que têm uma propensão para a deriva através do espaço aéreo europeu em missões de longo alcance.

De volta à sede LOHAN entretanto, bem como as previsões de um tiro, que temos vindo a aproveitar-nos de todo esse trabalho duro para examinar as condições sazonais de vento para o eventual lançamento do nosso Vulture 2.

Nosso lançamento é destinado a 40 ° 25'20 .49 "N, 5 ° 18'0 .27" W, e nós um pouco como o balão para passar a uma distância de deslizamento do Urubu 2 's local de pouso * a 40 ° 45'15 .06 " N, 5 ° 25'3 .90 "W, ou pelo menos ficar dentro de nossas áreas operacionais designadas (dark principal azul, azul claro secundário estendido):

Aqui estão algumas previsões de entre Abril e Outubro (. KMZ aqui ) ...

... Que se tornam um pouco mais claro quando discriminadas:

Como você pode ver, o indicador mostrou que setembro é o melhor mês para o trabalho, o que confirma nossa pesquisa sobre dados de vento históricos que mostram ventos predominantemente sul-oeste para praticamente todo o mês.

Claro, se a direção do vento não jogar bola, podemos sempre mudar o local de lançamento para otimizar o trajeto de vôo do balão, e com a melhoria do indicador, estamos confiantes de que vai funcionar como esperado. ®