Что это такое

В июне 2013 года компания Google официально анонсировала проект Loon, который придуман в научно-исследовательской лаборатории Google X.

В рамках проекта Loon планируется запустить множество воздушных шаров на солнечных батареях курсировать в стратосферных ветрах на высоте 20 км. Ветры на такой высоте постоянные, устойчивые и часто дуют в направлении вдоль экватора, так что шары должны вращаться вокруг планеты на одной параллели со скоростью 8–30 км/ч. За счет большого количества шаров можно обеспечить сплошное покрытие земной территории на конкретной параллели. По крайней мере в теории.

Рис. 1. Схема конструкции летательного аппарата
Рис. 1. Схема конструкции летательного аппарата

Сами шары относительно дешевы, так что у Google не должно возникнуть проблем поднять в небо нужное количество и заменять их периодически. Конструкция сделана с таким расчетом, что каждый шар сможет непрерывно работать более 100 дней, хотя первые опыты показывают меньший срок службы. На высоте 20 км нет ни дождей, ни самолетов, так что единственной проблемой для шаров видится непредсказуемый ветер.

 

Зачем это нужно

До сих пор две три населения земного шара не имеют доступа в интернет. Оптоволокно дорого и невыгодно тянуть в труднодоступные и малозаселенные районы. Компания Google предлагает решить эту проблему. Пропускной способности каналов должно хватить, чтобы обеспечить скорость доступа, сравнимую с 3G.

Рис. 5. Шар поднимается в воздух
Рис. 5. Шар поднимается в воздух

Организованные в единую коммуникационную сеть шары Google обеспечат связь на обширных территориях по всему миру, в том числе во время стихийных бедствий. Каждый шар покрывает зону суши диаметром 40 км.

 

Как это работает

Каждый аппарат состоит из «конверта» (15-метровой полиэтиленовой оболочки, наполняемой гелием) с парашютом для контролируемого спуска, солнечных батарей площадью в несколько квадратных метров и коробки с оборудованием весом около 10 кг (рис. 1). В коробке находятся аккумуляторы, электроника и радиопередатчики для связи с соседними шарами и с абонентами на земле. Аккумуляторы накапливают энергию днем, чтобы ее хватало на работу оборудованию ночью. При хорошем солнце панели обеспечивают ток 100 Вт.

Рис. 2. Полезная нагрузка аппарата: коммуникационный модуль (справа), контроллер высоты (в центре) и отсек для электроники (слева)
Рис. 2. Полезная нагрузка аппарата: коммуникационный модуль (справа), контроллер высоты (в центре) и отсек для электроники (слева)

Радиопередатчики шаров работают на нелицензируемых «научных» частотах ISM, в диапазонах 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. Для связи с ними используются самодельные модемы в виде красных сфер (рис. 3). Частоты совпадают с частотами стандартного Wi-Fi, но сигналы можно отфильтровать.

Рис. 3. Модем для выхода в интернет через воздушные шары Google Loon установлен на крыше одного из участников эксперимента
Рис. 3. Модем для выхода в интернет через воздушные шары Google Loon установлен на крыше одного из участников эксперимента

На первом этапе эксперимента около 30 шаров успешно вывели в стратосферу на 40-й параллели в южном полушарии. Разработанные компьютерные алгоритмы позволяют предсказывать, в какой зоне следует добавить шар для обеспечения сплошного покрытия, и его запускают с таким расчетом, чтобы ветер вывел шар именно в нужную точку. Для этого требуется найти поток ветра нужного направления и скорости. Из центра управления полетами следят за координатами каждого шара и при необходимости изменяют его высоту. Зная скорость и направление ветра на каждой высоте, можно маневрировать.

Рис. 4. Блок с фотоэлементами для питания электроники, которая прикреплена с обратной стороны
Рис. 4. Блок с фотоэлементами для питания электроники, которая прикреплена с обратной стороны

В первом эксперименте для тестирования радиосвязи приняли участие около полусотни добровольцев. В будущем Google собирается продолжить эксперимент. На той же 40-й параллели будет запущено до 300 шаров, все вместе они обеспечат связь для абонентов в Новой Зеландии, Австралии, Чили и Аргентине.

 

Оставить мнение

Check Also

Хакер ищет авторов. Читатель? Хакер? Программист? Безопасник? Мы тебе рады!

Восемнадцать лет мы делаем лучшее во всем русскоязычном пространстве издание по IT и инфор…