У 2014 році сільську школу на околиці Кампу Майор у Бразилії було підключено до інтернету. Пересічна подія, якби не одне «але». Підключення проводилося через стратосферну повітряну кулю. Ця подія стала першим успіхом амбітного проекту , дочірня компанія Alphabet. А вже через 5 років уряди країн, які постраждали від найсильнішого урагану та землетрусу, звертаються до Loon із офіційним проханням про допомогу у забезпеченні інтернет-зв'язку. Cloud4Y розповідає, як «хмарний зв'язок» від Google став реальністю.
Project Loon цікавий тим, що пропонує вирішити проблему інтернет-зв'язку в регіонах, з якихось причин відрізаних від цивілізації та глобальної економічної системи. Це необов'язково є наслідком стихійного лиха. Проблема може полягати в географічній віддаленості або незручному розташуванні регіону. Як би там не було, якщо людина має смартфон, він зможе підключитися до мережі завдяки повітряним кулям, спроектованим Loon.
Якість зв'язку також на рівні. У лютому 2016 року Google оголосила про досягнення стабільного лазерного зв'язку між двома повітряними кулями на відстані 62 миль (100 км). З'єднання було стабільним протягом багатьох годин, у денний та нічний час, і була зафіксована швидкість передачі даних 155 Мбіт/с.
Як це працює
Ідея може здатися простою. Loon взяв найбільш важливі компоненти вежі стільникового зв'язку і перепроектував їх так, щоб їх можна було перевозити на повітряній кулі на висоті 20 км. Це значно вище за літаки, дикі тварини та погодні явища. Отже, і безпечніше. Повітряні кулі Loon здатні витримувати суворі умови в стратосфері, де швидкість вітру може досягати 100 км/год, а температура опускатися до -90 °C.
Кожна куля має спеціальну капсулу — модуль, який керує системою Loon. Все обладнання на кулі працює на відновлюваних джерелах енергії. Сонячні панелі живлять систему протягом дня та заряджають вбудовану батарею для роботи у нічний час. Антени на кулях Loon забезпечують з'єднання з наземними станціями через розгалужену мережу, що дозволяє власникам мобільних пристроїв бути онлайн, не використовуючи ніякого додаткового обладнання. У разі аварії та руйнування балона апаратний модуль вагою 15 кг спускається на аварійному парашуті.
Висота польоту аеростату може змінюватися завдяки використанню допоміжного балона, що наповнює гелієм з основного балона для набору висоти. А для спуску з допоміжного балона гелій перекачується назад до основного. Маневрування настільки ефективне, що в 2015 році Loon зміг здійснити політ на 10 000 кілометрів, опинившись у бажаній точці з точністю 500 метрів.
Кожна повітряна куля площею з тенісний корт виготовлена із наднадійного гнучкого пластику та розрахована на 150 днів польоту. Така довговічність – результат масштабного тестування матеріалів для балона (оболонки кулі). Цей матеріал повинен перешкоджати витоку гелію та пошкодження балона в умовах низьких температур. У стратосфері, куди запускаються кулі, звичайний пластик стає крихким і легко псується. Навіть крихітний отвір розміром 2 мм здатний скоротити термін служби кулі на кілька тижнів. А пошук 2-міліметрового отвору на кулі площею 600 кв. - то ще задоволення.
У процесі тестування матеріалів одного з керівників проекту осяяло, що виробники презервативів мають схожі проблеми. У цій промисловості незаплановані отвори теж небажані. Звернувшись до їхнього досвіду, команда Loon виконала кілька специфічних тестів, які дозволили створити нові матеріали та змінити структуру повітряних куль, що спричинило збільшення терміну служби кулі. Цього літа вдалося досягти «пробігу» у 223 дні!
Команда Loon особливо підкреслює, що вони створили не просто чергову повітряну кулю, а «розумну» апарат. Запущені з особливого стартового майданчика повітряні кулі Loon можуть долетіти до будь-якої країни світу. Машинні алгоритми прогнозують моделі вітру та приймають рішення про переміщення кулі вгору або вниз у шар вітру, що дме у потрібному напрямку. Навігаційна система функціонує автономно, а люди-оператори контролюють рух кулі та за необхідності можуть втрутитися.
Loon дозволяє операторам мобільного зв'язку розширювати зону покриття там, де це потрібно. Група повітряних куль Loon створює мережу, яка забезпечує зв'язок з людьми у певній області так само, як група веж на землі утворює наземну мережу. Різниця лише в тому, що повітряні «вежі» постійно рухаються. Створена повітряними кулями мережа здатна функціонувати автономно, ефективно маршрутизуючи з'єднання між повітряними кулями та наземними станціями, беручи до уваги рух повітряної кулі, перешкоди та погодні явища.
Де вже використовувалися кулі Loon
"У теорії все красиво, а що на практиці?", - Запитаєте ви. Є й практика. У 2017 році разом із Федеральною комісією з зв'язку, Федеральним авіаційним управлінням, FEMA, AT&T, T-Mobile та іншими компаніями забезпечив базовий зв'язок для 200 000 осіб у Пуерто-Ріко після руйнувань, спричинених ураганом «Марія». Повітряні кулі були запущені в штаті Невада, і швидко дісталися Пуерто-Ріко. Завдяки цьому вдалося випробувати деякі рішення, виявити помилки, а заразом і продемонструвати життєздатність ідеї.
Трохи пізніше стихійне лихо в Перу завдало потужної шкоди інфраструктурі. Як тільки в північному Перу сталася повінь, команда Loon відправила свої повітряні кулі в район, що постраждав. Протягом трьох місяців користувачі надсилали та отримували дані об'ємом 160 ГБ, що еквівалентно приблизно 30 мільйонам SMS або двом мільйонам електронних листів. Площа покриття становила 40 тис. кв.км.
Наприкінці травня 2019 року в Перу знову стався руйнівний землетрус із магнітудою 8,0. У деяких регіонах повністю відключився інтернет, тоді як тисячам людей необхідно було дізнатися про стан своїх близьких. Щоб налагодити зв'язок, уряд країни та місцевий оператор зв'язку Tefónica звернулися за допомогою до компанії Loon, щоб вона роздала інтернет за допомогою своїх повітряних кульок. Відремонтувати інтернет вдалося протягом 48 годин.
Перші підземні поштовхи сталися в неділю вранці, і отримавши прохання про допомогу, компанія Loon відразу перенаправила свої повітряні кулі з Пуерто-Ріко до Перу. Для їхнього переміщення, як завжди, використовувалася сила вітру. Аеростати ловили вітряні потоки у тому напрямі, у якому їм треба було рухатися. На подолання понад 3000 кілометрів пристрої потребували два дні.
Повітряні кулі Loon поширилися по всій території північної частини Перу — кожний із них забезпечив 4G-інтернетом зони площею 5000 квадратних кілометрів. З наземною станцією була пов'язана лише одна повітряна куля, яка зв'язувалася і передавала сигнали іншим пристроям. Раніше компанія демонструвала лише можливість передавати сигнали між сімома повітряними кулями, але цього разу їхня кількість досягла десяти.
Розташування повітряних куль Loon в Перу
Компанія змогла надати мешканцям Перу базовий набір зв'язку: SMS, електронну пошту та доступ до інтернету з мінімальною швидкістю. У перші два дні інтернетом від повітряних куль Loon скористалися близько 20 000 людина.
Як підсумок, 20 листопада 2019 року Loon підписала комерційну угоду про надання послуг частинам тропічного лісу Амазонки в Перу, домовившись з (IpT), оператором мобільного зв'язку у сільській місцевості. Цього разу повітряні кулі Loon будуть використовуватись як постійне рішення для підключення до інтернету замість тимчасового виправлення після стихійного лиха. З
Угода між IpT та Loon досі має бути схвалена Міністерством транспорту та комунікацій Перу. Якщо все піде добре, Loon та IpT сподіваються надати послуги мобільного інтернету, починаючи з 2020 року. Ініціатива буде зосереджена на регіоні Лорето Перу, який становить майже одну третину країни та є домом для багатьох його корінних народів. Спочатку Loon покриватиме 15 відсотків території Лорето, потенційно досягаючи майже 200 000 жителів. Але компанія вже оголосила про свій намір підключити 6 мільйонів людей у сільській місцевості до 2021 року.
Успішне використання задушливих куль у Перу протягом тривалого часу може відкрити двері та інші країни. А поки компанія підписала попередній контракт у Кенії з Telkom Kenya, і тепер чекає на остаточне схвалення регулюючих органів, щоб почати своє перше комерційне випробування в цій країні.
Маленький нюансСлід зазначити, що з технологією не все так райдужно. Ось перелік інцидентів із кулями Loon:
- 29 травня 2014 року повітряна куля Loon врізалася в лінії електропередач у Вашингтоні, США.
- 20 червня 2014 року новозеландські чиновники викликали співробітників аварійних служб, побачивши падіння повітряної кулі.
- У листопаді 2014 року південноафриканський фермер виявив повітряну кулю, що розбилася в пустелі Кару між Стріденбургом і Брітстауном.
- 23 квітня 2015 року повітряна куля розбилася в полі біля міста Брегг, штат Міссурі.
- 12 вересня 2015 року повітряна куля розбився на галявині перед будинком у Ранчо Хіллз, Каліфорнія.
- 17 лютого 2016 року під час проведення випробувань у чайному регіоні Гампола, Шрі-Ланка, розбився повітряна куля.
- 7 квітня 2016 року повітряна куля позапланово приземлилася на фермі в Данді, Квазулу-Натал, Південна Африка.
- 22 квітня 2016 року повітряна куля розбилася в полі в департаменті Сьємбуку, Парагвай.
- 22 серпня 2016 року повітряна куля приземлилася на ранчо у Формозі, Аргентина, близько 40 км. на захід від столиці.
- 26 серпня 2016 року повітряна куля приземлилася на північний захід від Медісона, штат Південна Дакота.
- 9 січня 2017 року повітряна куля розбилася в Сеїці, недалеко від Чангвіноли, провінція Бокас-дель-Торо, Панама.
- 8 січня 2017 року та 10 січня 2017 року дві повітряні кулі Loon приземлилися за 10 км на схід від Серро-Чато та за 40 км на північний захід від Марискали, Уругвай.
- 17 лютого 2017 року в Буріті-дус-Монтес, Бразилія, розбився повітряна куля Loon.
- 14 березня 2017 року в Сан-Луїсі, Толіма, Колумбія, розбився повітряна куля Loon.
- 19 березня 2017 року повітряна куля розбилася в Такуарембо, Уругвай.
- 9 серпня 2017 року повітряна куля розбилася в очеретяній зарості в Олмосі, Ламбаєку, Перу.
- 30 грудня 2017 року повітряна куля розбилася в Нтамбіро, Центральна Ігембе, округ Меру, Кенія.
Так що ризики безперечно є. Втім, користі від аеростатів Loon все ж таки більше.
UPD: переглянути місцезнаходження аеростатів можна (Шукати на території Південної Америки). Дякую за уточнення
Що ще корисного можна почитати у блозі
→
→
→
→
→
Підписуйтесь на наш -Канал, щоб не пропустити чергову статтю! Пишемо не частіше двох разів на тиждень і лише у справі. Також нагадуємо, що корпоративний хмарний провайдер Cloud4Y запустив акцію «Хмара ФЗ-152 за звичайною ціною». Подати заявку можна вже .
Джерело: habr.com