露露按：本文介紹的「Project Loon谷歌氣球計(jì)劃」，來(lái)自谷歌內(nèi)部最神秘的一個(gè)部門(mén)Google X Lab，這個(gè)項(xiàng)目堪稱(chēng)谷歌最瘋狂的計(jì)劃之一。
篇幅長(zhǎng)度 3761 字，預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間：5分鐘。
* * *
谷歌氣球計(jì)劃是一個(gè)充滿(mǎn)野心的項(xiàng)目，試圖用漂浮在平流層的氦氣球?yàn)槠h(yuǎn)地區(qū)送去互聯(lián)網(wǎng)，入選《麻省理工科技評(píng)論》2015 年度 10 大突破技術(shù)之一。
攀上 170 級(jí)積著厚厚灰塵的木質(zhì)樓梯機(jī)場(chǎng)的二號(hào)機(jī)棚，這高高的房梁是欣賞谷歌公司這個(gè)古怪項(xiàng)目的最佳場(chǎng)所。這座巨大，燈光昏暗的停機(jī)棚建于 1942 年，在戰(zhàn)時(shí)用來(lái)存放飛艇，它同時(shí)也見(jiàn)證了美國(guó)逐漸成長(zhǎng)為科技霸主的過(guò)程。而谷歌公司的這個(gè)最新計(jì)劃也是美國(guó)科技統(tǒng)治地位近年來(lái)的又一大例證。
地面上的工作人員好似螞蟻一般細(xì)小。這兩只氣球每只直徑 15 米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去好像兩個(gè)白色的大南瓜。谷歌已經(jīng)發(fā)射了好幾百只這樣的充著氦氣的大氣球。
就在此時(shí)，數(shù)十只氣球正漂浮在海拔 20 000 米處的平流層飛越南半球。這是個(gè)飛行器罕至的高度，幾乎是普通民用飛機(jī)飛行高度的兩倍。每個(gè)氣球都攜帶了一個(gè)小箱子，配備有太陽(yáng)能電池板和電子設(shè)備。
這些電子設(shè)備將為地面帶去無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，為覆蓋范圍內(nèi)的智能手機(jī)和其他設(shè)備提供蜂窩數(shù)據(jù)信號(hào)。這就是我們所知的“谷歌氣球”計(jì)劃（Project Loon）。用 Loon 來(lái)命名這個(gè)計(jì)劃包含了兩層意思：一曰飛翔，二曰瘋狂（譯者注：loon 這個(gè)英語(yǔ)單詞有兩個(gè)意思——潛鳥(niǎo)和瘋子）。
全世界有將近 60% 的人口還無(wú)法連上互聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)檫@ 43 億人中的大多數(shù)都住在偏遠(yuǎn)地區(qū)，電信公司認(rèn)為在那些地方投資修建基站等基礎(chǔ)設(shè)施是毫無(wú)意義的。谷歌氣球計(jì)劃將為這些人帶來(lái)福音。經(jīng)過(guò) 4 年的不懈努力和研究，谷歌氣球的試飛里程超過(guò)了 300 萬(wàn)千米，如今它們準(zhǔn)備大展宏圖。
圖中的氣球已經(jīng)充入氦氣，這個(gè)充氣量可以讓它們飛達(dá)平流層。氣球通過(guò)“內(nèi)氣囊”來(lái)控制升降：充入空氣則氣球下降，反之則會(huì)上升。
谷歌氣球攜帶的箱子重達(dá) 15 公斤，里面配備了可遙控的電腦以及與地面互聯(lián)網(wǎng)連接的電子裝置。
這個(gè)氣球在實(shí)驗(yàn)中被故意過(guò)量充氣引爆，以此來(lái)尋找氣球材料的缺陷。
谷歌氣球可以通過(guò)緩慢放氣來(lái)降落，同時(shí)它也配備了降落傘以應(yīng)付緊急情況。
對(duì)于一家大型上市公司而言，僅僅出于對(duì)世界最貧困人群的關(guān)心來(lái)建造大量基礎(chǔ)設(shè)施聽(tīng)起來(lái)是很荒謬的。但是對(duì)于像谷歌這樣主要盈利來(lái)自廣告的網(wǎng)絡(luò)公司，除了幫助和改造世界以外，還有更多的其他理由促使它去實(shí)施谷歌氣球計(jì)劃。它其實(shí)非常深謀遠(yuǎn)慮：要再去找一個(gè)像美國(guó)這么大的互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)是非常困難的，這些被“拉上線(xiàn)”的數(shù)十億人口是一個(gè)寶藏，從他們身上可以挖掘出更多的廣告價(jià)值。正因?yàn)槿绱耍雀铓馇蛏踔吝€有了它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：另一家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)“臉書(shū)”（Facebook）于 2014 年收購(gòu)了一家太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)制造公司，自此臉書(shū)也開(kāi)始開(kāi)展它自己的空中互聯(lián)網(wǎng)基站計(jì)劃。
氣球技術(shù)革命
2012 年，谷歌的秘密實(shí)驗(yàn)室“X lab”在加州的中央谷地（Central Vallay）首次發(fā)射氣球。當(dāng)時(shí)，氣球所攜帶的盒子上面印著大寫(xiě)的“無(wú)害科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的標(biāo)語(yǔ)，旁邊還印著一個(gè)電話(huà)號(hào)碼以及一行字“撿到歸還，必有重謝”。盒子里面是一個(gè)改造過(guò)的商用無(wú)線(xiàn)路由器。制造氣球的是兩個(gè)從時(shí)裝界挖來(lái)的裁縫，所需的全部材料都是從各種硬件商店里買(mǎi)來(lái)的。
谷歌對(duì)于平流層飛行器作出了許多重大改進(jìn)，其中最重要的是研發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，可以在數(shù)千千米的范圍內(nèi)對(duì)這些無(wú)動(dòng)力氣球進(jìn)行導(dǎo)航。平流層在過(guò)去一般只有氣象氣球和偵察機(jī)才會(huì)上來(lái)玩耍。這里高于云層，不受雷電和民用機(jī)的干擾，但是風(fēng)卻很大，有時(shí)候風(fēng)速會(huì)高達(dá) 300 千米 / 時(shí)。而穩(wěn)定的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就意味著必須保證每個(gè)覆蓋點(diǎn)的 40千米內(nèi)至少有一個(gè)氣球。
谷歌用電腦建模的方式解決了這一難題。平流層內(nèi)每一層風(fēng)的速度和方向都不一樣，因此只要改變氣球的高度，就可以順著合適的風(fēng)，把氣球送到谷歌想要它去的地方。氣球的高度控制可以由氣球內(nèi)氣囊的充放氣來(lái)實(shí)現(xiàn)。谷歌的數(shù)據(jù)中心風(fēng)力和風(fēng)向預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)化為平流層風(fēng)向風(fēng)力圖，這樣就可以通過(guò)軟件來(lái)控制氣球的走向了。用這樣的方法，整個(gè)氣球“艦隊(duì)”就可以相互合作，讓某個(gè)特定的區(qū)域上空總會(huì)有一個(gè)氣球存在。
初版的導(dǎo)航系統(tǒng)每天給氣球發(fā)送一次指令：氣球先在高空閑逛一陣，然后隨風(fēng)向東一路飛越太平洋，然后改變高度，搭乘最快的風(fēng)，最后到達(dá)智利，全程 9 000 多千米。谷歌在 2014 年下半年升級(jí)了氣球?qū)Ш较到y(tǒng)，指令的刷新頻率變成了 15 分鐘一次，大幅提升了導(dǎo)航的精度。到了 2015年初，有氣球在導(dǎo)航系統(tǒng)的引導(dǎo)下飛行了 10 000 千米，離最終目標(biāo)基站的誤差僅有 500 米。
除了導(dǎo)航系統(tǒng)以外，谷歌還必須提高氣球的強(qiáng)度，讓氣球能夠在平流層停留更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)檫@將直接關(guān)系到整套系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。然而，出于限重的考慮，氣球的蒙皮必須做到盡可能的薄。用聚乙烯塑料做出來(lái)的氣球看起來(lái)就像個(gè)笨重的垃圾袋，用手一戳就破。不僅如此，工廠(chǎng)里面揚(yáng)起的沙子可能會(huì)輕易地在氣球膜上留下一個(gè)個(gè)針孔大小的窟窿，這樣的氣球上天以后恐怕堅(jiān)持不了兩周。
氣球項(xiàng)目里有一個(gè)專(zhuān)項(xiàng)小組專(zhuān)門(mén)解決漏氣問(wèn)題。這個(gè)小組的成員們四處搜尋每一種漏氣的可能性并找出應(yīng)對(duì)方法。他們仔細(xì)研究從平流層里回收的氣球，反復(fù)觀(guān)看地面上故意過(guò)量充氣引起氣球爆炸的錄像，并且還發(fā)明一個(gè)“漏氣探測(cè)儀”，通過(guò)探測(cè)氦氣的方法來(lái)尋找氣球上的小洞。防漏小組的研究結(jié)果直接導(dǎo)致氣球蒙皮的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程發(fā)生了一系列改變，比如工人們踩在氣球蒙皮上時(shí)必須穿上松軟的襪子，而一些新的機(jī)器也被投入到生產(chǎn)中以實(shí)現(xiàn)某些步驟的自動(dòng)化。2013 年夏，谷歌氣球在天上待 8 天就必須回收，而現(xiàn)在氣球在空中的平均停留時(shí)間超過(guò)了 100 天，大多數(shù)氣球都能超過(guò)這個(gè)數(shù)字。2015 年，一個(gè)氣球甚至繞地球轉(zhuǎn)了 19 圈，在天上足足待了 187 天。
卡西迪認(rèn)為，現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)足以確保開(kāi)始全球范圍內(nèi)的平流層互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)試驗(yàn)了。2015 年以來(lái)，他們做了很多試驗(yàn)工作。2015 年，谷歌在南半球繞地球一周的狹長(zhǎng)區(qū)域測(cè)試了“準(zhǔn)連續(xù)”的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。選擇南半球的一部分原因是因?yàn)槟习肭虻膰?guó)家比較少，需要獲取的許可證也相對(duì)較少。盡管這條狹長(zhǎng)地帶大部分是海洋，谷歌依然發(fā)射了 100 個(gè)氣球繞著地球轉(zhuǎn)。“在 90% 的時(shí)間里，這片區(qū)域的人們頭頂上或許都至少有一只氣球經(jīng)過(guò)，并且可以使用它的服務(wù)。”卡西迪如是說(shuō)。至于網(wǎng)絡(luò)的速度，谷歌 X lab 負(fù)責(zé)人阿斯特羅?特勒（Astro Teller）在 2016 年的一次 TED 演講中介紹說(shuō)，谷歌氣球傳輸網(wǎng)絡(luò)的速度已達(dá)每秒 15M，甚至可以用來(lái)觀(guān)看網(wǎng)絡(luò)視頻了。
2016 年年初，谷歌氣球開(kāi)始在斯里蘭卡進(jìn)行測(cè)試，總共放飛了十幾個(gè)氣球。斯里蘭卡共有 2 000 萬(wàn)人口，但只有 330 萬(wàn)人擁有手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，63 萬(wàn)人擁有固網(wǎng)連接。目前，這個(gè)測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)展十分順利，預(yù)計(jì)最多只需花費(fèi)一年，就能正式投入運(yùn)營(yíng)。斯里蘭卡電信與電子基礎(chǔ)設(shè)施部部長(zhǎng)哈林?費(fèi)爾南多（Harin Fernando）說(shuō)，如果試驗(yàn)成功，斯里蘭卡將繼梵蒂岡之后，成為全世界第二個(gè)全境覆蓋 LTE 網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家。
除了斯里蘭卡之外，印度也是一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)。根據(jù)印度互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，印度目前共有 4.02 億互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)，仍有 2/3 的人口無(wú)法上網(wǎng)。因此，谷歌正在與印度幾家電信運(yùn)營(yíng)商共同商討合作計(jì)劃。2015 年，印度政府曾對(duì)該項(xiàng)目表示了擔(dān)憂(yōu)。而且，臉書(shū)的印度互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目由于只向用戶(hù)提供非常有限的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（其中當(dāng)然包括了臉書(shū)自己的服務(wù)）而遭到詬病，被指違反了網(wǎng)絡(luò)中立原則，導(dǎo)致當(dāng)?shù)仉娦疟O(jiān)管部門(mén)于 2 月初屏蔽了該服務(wù)。但谷歌氣球的運(yùn)營(yíng)模式或許能規(guī)避這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗麄冎缓彤?dāng)?shù)剡\(yùn)營(yíng)商合作，而不會(huì)開(kāi)辟自己的頻段。近期，現(xiàn)任谷歌母公司Alphabet CEO 的桑德?tīng)?皮蔡（SundarPichai）與印度總理納倫德拉?莫迪（NarendraModi）進(jìn)行了會(huì)談，或許能為氣球計(jì)劃打開(kāi)綠燈。 2015 年 10 月，谷歌還宣布與印度尼西亞的三家電信運(yùn)營(yíng)商達(dá)成合作，準(zhǔn)備為印尼的 17 000 座島嶼帶去互聯(lián)網(wǎng)。
應(yīng)用前景光明
“雖然只有幾分鐘，但那是非常美妙的幾分鐘。”希瓦娜?佩雷拉（Silvana Pereira）這樣說(shuō)道。佩雷拉是巴西東北部偏遠(yuǎn)地區(qū)一所小學(xué)的校長(zhǎng)。她回憶起 2014 年夏天的一堂特別的地理課。多虧了那只高高漂浮在平流層的氣球，這里的學(xué)生們?cè)谡n堂上用到了互聯(lián)網(wǎng)。佩雷拉所在的這片地區(qū)向來(lái)是無(wú)法上網(wǎng)的，而在那節(jié)關(guān)于葡萄牙的地理課上，老師借助維基百科和在線(xiàn)地圖向孩子們傳授了更多的知識(shí)。“孩子們是如此的好學(xué)，課堂上的 45 分鐘時(shí)間對(duì)他們來(lái)說(shuō)還不夠，他們想要獲得更多的知識(shí)。”佩雷拉說(shuō)道。
佩雷拉的小學(xué)其實(shí)和一座人口上百萬(wàn)的城市只相距 100 千米，但是貧窮和人口稀疏導(dǎo)致巴西沒(méi)有任何電信公司愿意在這里投資一座基站。谷歌氣球的目標(biāo)就是改變這一切。卡西迪說(shuō)，一個(gè)谷歌氣球可以同時(shí)連接數(shù)千個(gè)用戶(hù)，而它一天的運(yùn)行費(fèi)用只有幾百美元。然而谷歌公司沒(méi)有說(shuō)明搭建整套系統(tǒng)的費(fèi)用，甚至沒(méi)有透露到底有多少人參與了谷歌氣球計(jì)劃。
卡西迪完全不擔(dān)心他的氣球在與無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星的競(jìng)爭(zhēng)中落于下風(fēng)。谷歌和臉書(shū)都在開(kāi)展無(wú)人機(jī)計(jì)劃，旨在用高空無(wú)人機(jī)向地面發(fā)送無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。而SpaceX公司的 CEO 伊隆?馬斯克（Elon Musk）正在探索用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)這一目的。目前，無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星的進(jìn)度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于谷歌氣球計(jì)劃，而且相比之下，無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星的成本要高得多。“在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，氣球都會(huì)保持相當(dāng)大的成本優(yōu)勢(shì)。”卡西迪說(shuō)道。不過(guò)，谷歌看起來(lái)準(zhǔn)備全面開(kāi)花。除了投資氣球和無(wú)人機(jī)以外，它還于2015 年 1 月向SpaceX注資 9 億美元。
技術(shù)瓶頸并不是讓這43億人上不了網(wǎng)的唯一原因。舉個(gè)例子，印度政府明文規(guī)定所有電信公司不分富人區(qū)和貧民區(qū)，都必須覆蓋上網(wǎng)絡(luò)。然而政府并沒(méi)有貫徹并且確保這條規(guī)定得以實(shí)施。基于谷歌等互聯(lián)網(wǎng)公司過(guò)去在發(fā)展中國(guó)家的所作所為，亞伯拉罕對(duì)于谷歌氣球計(jì)劃抱著謹(jǐn)慎的態(tài)度。這些互聯(lián)網(wǎng)公司與印度等國(guó)家的電信公司達(dá)成協(xié)議，讓這些公司可以免費(fèi)使用它們的服務(wù)，以此來(lái)削弱當(dāng)?shù)仄渌械母?jìng)爭(zhēng)力。
“所有帶著錢(qián)包和新技術(shù)來(lái)的人，我都表示歡迎。”亞伯拉罕說(shuō)。但是他又補(bǔ)充道：政府必須制定并完善相關(guān)法律和規(guī)定，確保除谷歌和它的合作伙伴以外的所有人都能從中獲益。
谷歌氣球計(jì)劃的參與者們堅(jiān)信這個(gè)項(xiàng)目一定可以為公眾帶來(lái)益處。“讓人們活得更好”這個(gè)信念對(duì)他們的重要程度，甚至不亞于他們對(duì)氣球技術(shù)的極致追求。回想起佩雷拉的學(xué)生們?cè)诮油嘶ヂ?lián)網(wǎng)以后上。地理課時(shí)快樂(lè)的樣子，卡西迪的語(yǔ)氣有點(diǎn)激動(dòng)。“世界將會(huì)因此改變，”他說(shuō)。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號(hào)