UHF-радио передало тепловой кадр, запрашивая только пропавшие куски

У маленького спутника тепловизор видит сцену целиком, а радиолиния видит её крошечными порциями. Один пропавший фрагмент оставляет в кадре дыру; попытка подтверждать и пересылать всё подряд быстро съедает эфирное время. В проекте C3M из Hawai‘i Space Flight Laboratory эту задачу решили почти предельно буквальным способом: приёмник сообщает передатчику карту дыр в изображении.

Протокол SNACK, Selective Negative Acknowledgement, использует 45-байтный bitmap. В нём 360 бит, поэтому одно компактное служебное сообщение описывает состояние до 360 фрагментов. Передатчику не требуется гадать, дошёл ли кадр, и не требуется гонять повторно уже принятые данные: bitmap указывает конкретные индексы, которые надо передать ещё раз.

Авторы применили схему для 160×120 LWIR-изображений в системе C3M, рассчитанной на Artemis CubeSat Kit. В постере Small Satellite Conference 2026 заявлены полевые тесты от 5 м до 1.6 км, пиковая скорость 72.2 kbit/s и итоговая целостность данных не ниже 98.7%. Это авторские результаты полевой демонстрации, а не измерения орбитальной линии.

Открытая кодовая база C3M показывает, как эта идея привязана к железу. В близкой реализации кадр проходит через Raspberry Pi и Teensy 4.1 к 433-МГц модулю RFM23BP мощностью 1 Вт. Радиопакет занимает 49 байт: 45 байт приходятся на данные изображения, ещё 4 байта несут служебную часть. CRC16 проверяет отдельные пакеты и собранное изображение, приёмник учитывает дубли и пропуски. Bitmap-запрос запускает выборочную повторную передачу; в репозитории предусмотрено до двух её раундов.

Именно здесь особенно заметна цена универсальности сетевых стеков. При небольшом MTU служебные заголовки и ACK становятся заметной долей каждого сеанса, а повтор всей передачи превращает одиночную ошибку эфира в дорогую операцию. SNACK хранит состояние сотен фрагментов в 360 битах и переносит сложность из потока подтверждений в одну карту приёма.

В авторском outdoor-тесте полный кадр был собран из 1100 пакетов с CRC-проверкой примерно за 58 секунд. Отчёт также фиксирует реальные слабые места стенда: USB-serial на наземной стороне мог зависнуть, а RFM23BP иногда оставался в режиме передачи до перезапуска питания. Поэтому работа интересна именно как честная инженерия узкого канала: компактный протокол уже умеет спасать пропавшие фрагменты, но надёжность всей системы всё ещё определяется и радио, и драйверами, и наземным узлом.