Интернет с аэростата: глобальный проект Google

Google обещает к концу десятилетия обеспечить интернетом всех жителей Земли. Судя по всему, глобальную интернетизацию планируется провести с помощью воздушных шаров, сама идея которых 2 года назад казалась безумием.

Компания Google запустила масштабный проект по обеспечению доступа в интернет с помощью аэростатов, которые будут летать в стратосфере. Испытания новой технологии уже ведутся в отдаленных полярных регионах. В будущем аэростаты Google соединят со всемирной сетью удаленные регионы планеты или обеспечат доступ в интернет в зонах стихийных бедствий.

Цель и средства

Многие люди думают, что интернет - это глобальное сообщество, объединяющее людей по всему миру. Однако две трети населения земного шара не имеет доступа в Интернет. Проект Google под названием Project Loon должен решить эту проблему. В будущем, объединенные в сеть воздушные шары будут парить на высоте около 20 км, они будут связаны с наземными станциями, подключенными к интернету. Аэростаты будут выполнять роль ретрансляторов данных и передавать сигнал на специальный абонентский приемник. Таким образом аэростаты будут служить связующим звеном между потребителем и интернетом. Шары будут двигаться со скоростью 8-30 км/ч, при этом специальные датчики будут определять направление воздушного потока в разных слоях (на разной высоте), чтобы удерживать шар в заданном районе.

Аэростат Project Loon набирает высоту. Он выглядит недокачанным до конца, но на высоте 20 км, где атмосферное давление ниже, он раздуется до максимального объема

Один аэростат сможет обеспечить интернет-связь в регионе площадью 1250 кв. км (для сравнения площадь Москвы 2500 кв. км). На первый взгляд это немного, но сами по себе нынешний прототип аэростата от Google сравнительно простой, маломощный и работает на открытых нелицинзируемых частотах.

Пока неизвестно, сколько будет стоить «аэростатный» интернет для пользователя, в Google лишь говорят, что постараются сделать приемник как можно более дешевым. Надо отметить, что сейчас даже в развитых странах в некоторых удаленных регионах зачастую нет альтернативы спутниковому интернету за $1000 в месяц или ужасающе медленному коммутируемому соединению (dial-up). Техника

«Интернет-аэростат» Project Loon состоит из оболочки из высокопрочного полиэтилена и платформы с оборудованием. Полезная нагрузка составляет всего 10 кг и включает легкие солнечные панели (примерно в 10 мощнее аккумулятора ноутбука), антенны, компьютер, датчики, GPS-приемник и клапаны, управляющие высотой полета.

Полезная нагрузка аэростата весит всего 10 кг и питается от солнечных панелей

В процессе эксплуатации шары будут действовать автономно и заменяться лишь на плановое обслуживание или ремонт. Что касается их потенциальной опасности, то она невелика: в штатном режиме аэростаты летают на в 2 раза большей высоте, чем самолеты, а в случае аварии, скорость падения шара будет снижаться с помощью парашюта.

Аэростаты могут работать группой, что позволяет легко наращивать пропускную способность сети

Не исключено, что конечной целью проекта Loon является создание гораздо более мощных и крупных аэростатов, которые смогут обеспечивать интернетом очень большие регионы. По крайней мере в апреле в Google сделали загадочное заявление о том, что к концу десятилетия каждый человек на Земле сможет подключиться к интернету. Это амбициозное заявление, видимо, основывается на развитии Project Loon.

Эксперимент – «секретная» операция

Недавно испытания систем Project Loon прошли на Южном острове Новой Зеландии в Джеральдин, маленькой сельской общине на расстоянии около 85 км от Крайстчерча. В испытаниях приняли участие 50 семей, один из участников-добровольцев - фермер Хайден Маккензи рассказывает, что был удивлен, когда получил предложение поучаствовать в секретном проекте, подробности которого сообщат только после подписки о неразглашении тайны. Фермер согласился и вечером к нему пришли двое мужчин, которые установили на стене дома непонятный красный шар размером с баскетбольный мяч. Только на следующий день фермер узнал, что внутри шара находится антенна, которая свяжет его дом с аэростатом на высоте 20 км, а аэростат, в свою очередь, свяжет дом Маккензи с интернетом. Всего в эксперименте участвовали 50 домов в радиусе 19 км.

Антенна для приема сигнала с аэростата занимает меньше места и более устойчива к ветру, чем «тарелка» спутникового ТВ

Сначала специалисты Google провели испытания систем аэростатов. Для этого 11 июня 5 воздушных шаров отправились в свободный полет с территории Новой Зеландии. Двум из них дали команду на посадку у побережья Новой Зеландии, позднее сотрудники Google подобрали их полезную нагрузку. Три других быстро двинулись над океаном в сторону Южной Америки, но во избежание возможного конфликта, связанного с вторжением в воздушное пространство Чили, этим аэростатам также дана команда на заблаговременный сброс гелия и приводнение.

Утром от 13 июня 2013 года начались испытания Project Loon на предмет подключения домов добровольцев, в том числе и Маккензи, к интернету. Задолго до рассвета аэростат привезли на площадку запуска, которую нужно было тщательно выбрать с учетом ветров на большой высоте. Аэростат быстро набрал нужную высоту и испытатели заявили «интернет должен работать». Маккензи набрал на своем старом ноутбуке адрес новозеландского раздела eBay, где он раньше обычно выбирал сельхозтехнику, и обнаружил, что интернет через аэростат действительно работает. Это было удивительно, но действительно, едва заметная крошечная белая точка в кристально-прозрачном синем небе обеспечивала интернет-связь в поселке Джеральдин близ Крайстчерча.

Энергия энтузиастов рождает перспективу

Интересно, что идея Project Loon родилась всего 2 года назад в стенах знаменитой X lab компании Google. Именно в этой лаборатории разработали очки дополненной реальности Google и робот-автомобиль. Одним из разработчиков всех этих проектов, включая Project Loon, является выпускник Массачусетского технологического института Ричард Деволл. Но все было не так просто, как кажется. Первоначально идея интернета с помощью аэростатов казалось дикой. Разработчики провели множество экспериментов, от которых у «серьезных» конструкторских бюро волосы бы встали дыбом или случилась бы истерика на почве неудержимого хохота.

Дело в том, что ключевым компонентом Project Loon была идея Ричарда Деволла использовать переменную плавучесть аэростата для поиска ветра нужного направления и удержания шара в нужном регионе. Без этого шар просто дрейфовал бы в произвольном направлении и не смог бы обеспечить устойчивый доступ в интернет над определенным населенным пунктом. Компания Google имеет обширные вычислительные возможности и доступ к американским правительственным данным, что позволило выполнить моделирование ветровых течений в стратосфере. После нескольких недель расчетов, Деволл был уверен, что проект реализуем. Тем не менее, идея Project Loon выглядела безумной авантюрой, и инженер взялся провести серию экспериментов. Деволл вспоминает этот период со словами: «Мне трудно поверить в то, что коллеги не считали меня сумасшедшим».

Эти слова не на пустом месте: в августе 2011 года Деволл начал серию испытаний в Центральной долине Калифорнии. Он и несколько его коллег запускали небольшой воздушный шар с Linux-компьютером и антенной на борту, а затем прыгали в машину и гонялись по проселкам, а иногда и полям, пытаясь поймать сигнал небольшого аэростата. Большинство этих «безумных гонок» закончились неудачей, но, как ни странно, проект не похоронили.

Перспективы «аэростатного» интернета были настолько велики, что к началу 2012 года он стал официальным проектом Google и получил имя Project Loon. В итоге Ричард Деволл смог набрать команду специалистов в области строительства сетей, энергетиков, бывших военных и заключить соглашение с компанией Raven Aerostar, которая делает метеорологические зонды для НАСА. В частности эта компания создала воздушный шар, с которого прыгал Феликс Баумгартнер. В результате всех эти усилий 1 марта 2013 года в США на аэродроме Моффетт Филд, штат Калифорния, был проведен первый успешный опыт по ретрансляции интернета с помощью аэростата.

Возможно, проект Loon окажет на мир большее влияние, чем любой другой проект Google. Интернет признан ООН неотъемлемым правом человека и это действительно право – иметь доступ к необходимой информации и чувствовать себя частью цивилизации. Во многих случаях интернет позволяет улучшить качество жизни людей, а это главная цель научно-технического прогресса.

«Интернет-аэростаты» можно упаковать в относительно компактный контейнер и быстро доставить в регион стихийного бедствия

Также надо отметить, что «презентационные» испытания проводились в Крайстчерч не случайно: в 2011 году он пострадал от землетрясения, которое унесло жизни 185 человек. В зоне стихийных бедствий зачастую отсутствует какая-либо связь, разрушена инфраструктура, и люди не могут вызвать помощь, отыскать родных и близких, рассказать спасателям о ситуации в своем районе и т.д. Если Google удастся разработать достаточно надежные быстро разворачиваемые аэростатные коммуникационные сети, то эта проблема будет окончательно решена – люди не останутся без помощи.

Владимир Никитин

cnews.ru

Опубликовано на сайте: 2013-11-10