площади земли стабильным интернет-покрытием — амбициозная и весьма популярная в последнее время идея. Проекты, преследующие такую цель столь масштабны, что любая крупица данных о них обязательно публикуется во всевозможных новостных изданиях. Но что останется, если отбросить жёлтые заголовки и посмотреть внимательнее?
В данный момент параллельно развиваются 4 проекта:
Project Loon от Google, и internet.org от Facebook взяли за основу концепцию летающих в атмосфере планеты носителей ретрансляторов, увеличивающих зону покрытия наземных вышек связи. Иным путём цели хотят добиться компании, освоившие полёт в космос. Virgin galactic и qualcomm объединились в работе над проектом OneWeb, целью которого является создание большого количества маленьких спутников и вывод их на околоземную орбиту, откуда те будут осуществлять высокоскоростную передачу интернет-сигнала. Такой же метод реализации выбрал и Илон Маск со своей компанией SpaceX. Что же, теоретическая часть окончилась, пришло время посмотреть, на каких стадиях развития проекты находятся сейчас.
Начнём мы с Project Loon, т. к. он, в отличие от других давно покинул стены лаборатории Google X и уже более двух лет проходит испытания на практике. Идея проекта заключается в распространении сигнала с наземных вышек через сеть ретрансляторов, подвешенных к воздушным шарам, плывущих на высоте 18–25 км над поверхностью земли. Вот такие идеи приходят в голову инженерам лаборатории X, и страшно подумать, о каких проектах мы ещё не знаем…
Хоть теория и звучит безумно, она оказалась вполне реализуема на практике. Шары, размером 15 метров в высоту и 12 в ширину выполнены из полиэтилена, с толщиной стенок в 0.076 мм. При таких характеристиках, грузоподъёмность составляет примерно 10 кг. Последние версии шаров поднимают в воздух не только антенну, через которую будет передаваться сигнал, но и большой набор датчиков для мониторинга метеорологических условий, а также солнечную батарею для восполнения заряда аккумуляторов, питающих всю электронную начинку шара.
Самым тяжёлым препятствием на пути этого проекта, очевидно, является то, что шарами нельзя управлять напрямую. В распоряжении инженеров находится только один изменяемый параметр — плавучесть шара. Изменяя температуру газа, наполняющего оболочку, можно заставить шар спуститься ниже или наоборот, подняться. На разной высоте потоки ветра имеют разные направления и интенсивность. Выбирая, по какому из них плыть, можно управлять общим движением шара.
Для того, чтобы предсказать направления ветров, созданный для этого проекта центр управления полётами каждые 6 часов запрашивает информацию у Национального управления океанических и атмосферных явлений (NOAA) и строит прогноз на 16 дней вперёд. С увеличением количества шаров в воздухе, операторы получают метеорологическую информацию не только от агентства, но с датчиков, расположенных на самих шарах. На основе всей доступной информации строятся 3D карты ветров, позволяющие визуально определить направление движения аппарата при нахождении на той или иной высоте. Для упрощения работы операторов была даже создана системы выбора пути — интерфейс, в котором можно выбрать один из возможных путей, а шар сам изменит высоту и поймает нужное течение ветра. Какие вычислительные мощности нужны для таких операций, даже представить сложно, ну да у Google никогда с этим проблем не было.
Также в ЦУП приходят данные о состоянии всех систем и шара в целом. По своему обыкновению в Google используют передовые технологии и вместо зала с кучей мониторов инженер проекта может получить всю информацию при помощи обычного планшета или смартфона. (Зал с кучей мониторов все же присутствует). Показательным примеров работы столь сложной системы является факт успешной посадки шара в зону радиусом 500 метров от запланированной точки посадки!
Для этого проекта был разработан ещё один механизм — autolauncher — автоматическая станция запуска шаров. С её помощью 4 человека могут запускать по шару каждые 15 минут. Конструкция во многом уникальна, а обладая закрывающимися шторками, позволяет производить запуск при скорости ветра до 15 м/c.
Стоит ответить, что и неприятности случаются. Проблемы есть как в конструкции самих шаров, так и в атмосфере — среде далеко не самой предсказуемой. Но нет повода для беспокойств. Да, иногда шары падают, зацепившись о линию электропередач, иногда из-за ошибки в железе, но каждый такой случай повышает требование к устройству и обучают алгоритмы новым факторам. И эти изменения видны невооружённым взглядом, когда нам показывают последнее данные проекта.
В феврале 2014 года самый долгий полёт шара длился 50 дней. В ноябре рекорд был уже 130 дней. К марту 2015 шар продержался в воздухе 187 дней. Первые версии передатчиков могли покрыть сигналом зону радиусом в 80 км. Сейчас этот показатель составляет 400 км. В перспективе 800. Да и те же солнечные батареи в ранних версиях отсутствовали. И, хоть шар при полёте отбрасывает тень на батарею, тем самым мешая себе, прогресс конструкции налицо.
Непосредственно интернет реализуется в Австралии при партнёрстве с сотовым оператором Telsta, в Новой Зеландии Vodafone. Сигналы с вышек этих операторов распространяются через передатчики на шарах. В планах компании обеспечить доступ в интернет со скоростью сетей 3G. В идеальных условиях 4G, но о больших скоростях ,видимо, речь не идёт. Известно, что на данный момент проекту не удалось реализовать постоянную передачу данных. На текущем этапе в воздухе находиться недостаточно шаров для постоянного поддержания связи между передатчиками. Но как видно из написанного выше, выпустить большое количество шаров уже сейчас не проблема, а когда конструкция будут окончательно доработана, и в воздух будут запускать финальные версии, непрерывное покрытие будет установлено.
Такому большому повествованию нужен хороший вывод. Project Loon — не является финальным проектом. Это доказывает то, что Google готова вложить большие деньги в альтернативный проект Илона Маска. Но в то же время он полностью рабочий. Шары находятся в воздухе, их можно контролировать и передавать с помощью них сигнал. И пока остальные лишь думают над своей версией реализации идеи повсеместного доступа в интернет, Google хоть и смешным способом, но готовы сделать это уже сейчас.
Идеологией всех этих проектов является то, что необходимо привнести интернет туда, где его ещё нет. Если вы читаете эту статью, то вы, вероятно, кроме как из новостей и не узнаете о практическом применении летающих шаров. Но тем временем, в конце 2016 проект должен перейти на новую стадию, начать запуск в новых странах и потенциально, уже к кону года сможет выполнять своё прямое назначение.
P.s. За время существования проекта, жители ряда стран, при хорошей погоде, могли заметить шары в воздухе. Существует как минимум 7 видеороликов, на которых Project Loon приняли за НЛО.)
P.p.s. спасибо, что дочитали до конца. Подобные разборы интересных новостей я пишу для своей странички: vk.com/g_kontecst. Если интересно, заходите...
