目前,全球的大多數(shù)人仍然與互聯(lián)網(wǎng)無緣,他們不是無法支付網(wǎng)絡(luò)連接的費(fèi)用,就是所生活的地區(qū)根本沒有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。而在所有致力于連接全世界的項(xiàng)目中,谷歌的“Project Loon”聽上去最像天方夜譚。在秘密的谷歌X實(shí)驗(yàn)室里,這個(gè)計(jì)劃就其中一個(gè)匪夷所思的項(xiàng)目。
但該計(jì)劃好像真的在運(yùn)轉(zhuǎn)了。
2013年6月,谷歌宣布推出“Project Loon”,希望利用“Wi-Fi熱氣球”為農(nóng)村、偏遠(yuǎn)及貧困地區(qū)提供廉價(jià)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),專家們對此的態(tài)度從懷疑轉(zhuǎn)變?yōu)椴恍家活櫋?jù)悉,谷歌計(jì)劃同時(shí)放飛上百個(gè)太陽能熱氣球,即便平流層遭遇高速不穩(wěn)定的風(fēng)向,仍能確保每個(gè)氣球協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),從而提供持續(xù)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
“絕對不可能實(shí)現(xiàn)”,Per Lindstrand 表示,這位來自瑞典的航空工程師,或許也是世界上最富盛名的氣球駕駛者,他在一篇《連線》的文章中對此發(fā)表過看法,“從科學(xué)的角度來看,該計(jì)劃就是紙上談兵,” 他尤其質(zhì)疑谷歌對氣球的描述——熱氣球材料足夠耐用,可在空中飄浮100天,幾乎是世界最先進(jìn)的NASA熱氣球耐用度的2倍,“即便這樣,NASA氣球飄浮3周都很罕見,” 他嘲笑到。
但是,當(dāng)你在讀這篇文章時(shí),已經(jīng)有75個(gè)谷歌氣球飛行在空中了,覆蓋范圍遠(yuǎn)至南半球。為了利用風(fēng)向保持運(yùn)行狀態(tài),這些氣球會根據(jù)一套復(fù)雜的算法自動(dòng)調(diào)整高度。谷歌自信在明年之前就能在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)連續(xù)的、寬約50英里的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)帶。Project Loon主管Mike Cassidy期望在2016年前,南美、南非或是大洋洲的第一批用戶可以用上由谷歌氣球提供的cellular LTE服務(wù)。谷歌會先選擇在人口相對較少的南半球進(jìn)行試驗(yàn),然后再向全球范圍推廣。
但我并不希望被谷歌最近宣傳的這些酷炫的高科技所迷惑,所以我問Cassidy,這些事真正能夠?qū)崿F(xiàn)的概率究竟有多少?Cassidy 回答說:“在開始這個(gè)項(xiàng)目時(shí),我可能會說5%,但隨著項(xiàng)目的進(jìn)展,我們驚喜的發(fā)現(xiàn)到目前為止還沒有什么東西能夠阻止它的正常運(yùn)行。生活中沒有什么是百分百確定的,但至少目前看來,這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)展的相當(dāng)不錯(cuò)。”
谷歌為何進(jìn)行這項(xiàng)生僻的研究工作?這需要堅(jiān)持不懈的力量,以及公司自身資源、靈活性以及技術(shù)雄心。在全球資本主義史上,都鮮有競爭對手去做這些事情。
去年夏天,公司在新西蘭首次嘗試放飛超壓氣球,如果Lindstrand在場,他可能會笑掉大牙。在處女秀中,氣球在起飛不久后爆炸,尼龍織物被球內(nèi)10萬磅高壓撐破。第二次試飛同樣遭此厄運(yùn),第三次直至接下來五十次都是如此。團(tuán)隊(duì)不停的調(diào)整織物,并用更多的合成纖維類繩索進(jìn)行加固,但氣球仍然爆炸,直至他們精確掌握了繩子的長度。“我們知道制造超壓氣球很難,”Cassidy回憶到,“我們當(dāng)時(shí)真沒想到要嘗試61次才會成功。”
即便如此,成功也是轉(zhuǎn)瞬即逝。氣球不再爆炸,但里面的氦氣開始緩慢泄露,剛飛行一到兩天,氣球就下降。“即使毫厘大小的漏洞也會迫使氣球飛行數(shù)天后下降,”Cassidy說,“我們接下來制造的40-50個(gè)氣球,都出現(xiàn)了這個(gè)問題。”
谷歌的工程師們花了幾周時(shí)間來解決此問題。他們在位于山景城莫非特基地的機(jī)庫里將氣球開箱充氣,然后用偏振光照透球面,甚至還動(dòng)用質(zhì)譜儀來嗅探氦氣的泄漏。他們對每個(gè)掉落的氣球都進(jìn)行了“故障分析”,細(xì)致查看關(guān)于裝配人員、地點(diǎn)、工具和運(yùn)輸過程的詳細(xì)記錄。
泄漏的原因最終被確定為兩類問題。一是由運(yùn)輸過程中對氣球的多次折疊造成的,重復(fù)的折疊使得一些氣球在折角處產(chǎn)生了細(xì)小裂隙。谷歌已著手找到能夠?qū)毫鶆蚍植荚谇蚰颐媪仙系恼郫B和卷收方法。第二類問題是當(dāng)工人用腳踩壓球囊面料時(shí)襪子將氣球輕微撕裂了。這可以用絨毛軟襪來解決,Cassidy說,“確實(shí)不一樣。襪子越軟,泄漏越少。”
隨著工作團(tuán)隊(duì)將泄漏減少,氣球的飛行時(shí)間逐漸變長——從四天到六天,然后增加到一次飛行持續(xù)幾周。就11月的情況看,Cassidy說,有三分之二的氣球可以在空中飛行100天以上。
但讓氣球保持飄浮狀態(tài)只是這項(xiàng)工程遇到的第一個(gè)代表性問題。如何讓氣球保持在軌道上飛行才是更加困難的。
當(dāng)谷歌第一次宣布這項(xiàng)工程時(shí),我拍到了顏色明亮的裝置懸停在目標(biāo)村落上方成百上千英尺的地方,用可能是世界上最長的繩索將其連接。這項(xiàng)工作在現(xiàn)實(shí)執(zhí)行中會更復(fù)雜,但景象也更迷人。
首先,氣球離地升空超過60000英尺,到達(dá)平流層,并超過所有飛機(jī)的飛行高度,高到在地面上幾乎看不到它們。此外,這些氣球裝置無法在預(yù)定位置懸浮。它們被平流層時(shí)速高達(dá)100公里/小時(shí)的氣流持續(xù)吹著移動(dòng),讓原本計(jì)劃通過定位裝置提供穩(wěn)定數(shù)據(jù)服務(wù)的想法徹底泡湯。
谷歌對此提出的應(yīng)對方案是在空中同時(shí)部署一大群氣球,其中一些沿著其他氣球的航跡移動(dòng)。通過這種方式,一旦其中一個(gè)氣球即將離開設(shè)定區(qū)域,另一個(gè)氣球恰好會到達(dá)這一區(qū)域,它們共同保證了連結(jié)信號始終處于活躍狀態(tài)。
谷歌輕描淡寫的用這個(gè)精妙的辦法就使得高性能飛行器(即氣球)能夠精確在軌道上運(yùn)行。但這些都是低功率氣球,沒辦法直接控制他們的軌跡。你所能做的只能是調(diào)整它們的高度。對氣球的操控就是根據(jù)不同海拔的風(fēng)速和方向,操縱氣球上下移動(dòng)以捕捉到那些能夠讓氣球在所需軌道上運(yùn)行的一連串氣流。
谷歌的工程師們知道這項(xiàng)工作異常艱難,他們把希望寄托于從國家氣象局的氣象氣球和檔案記錄來獲得風(fēng)力和風(fēng)向數(shù)據(jù)。可是他們沒有預(yù)料到這些風(fēng)流是如此的不可預(yù)測。例如,國家氣象局可能報(bào)告說,在距地5萬5千英尺高空正向南刮著時(shí)速20英里的風(fēng),而在6萬5千英尺高空東南向的風(fēng)速達(dá)到30英里每小時(shí)。基于線性插值法,谷歌會計(jì)算出,在6萬英尺高空,南向/東南向的風(fēng)速是每小時(shí)25英里。有時(shí)這是正確的,但團(tuán)隊(duì)有時(shí)也會發(fā)現(xiàn),6萬英尺上空吹著完全相反方向的風(fēng)。
對于這個(gè)問題有一個(gè)令人尷尬的例子,谷歌于5月份在巴西通信部長和Telefonica總裁面前為他們的氣球做了一次高調(diào)展示。“他們說從來沒有進(jìn)行過現(xiàn)場演示,” 谷歌氣球項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Cassidy說到,“第一個(gè)氣球升起時(shí),我們對他們說,我們的模擬數(shù)據(jù)顯示這些氣球?qū)⑾蜻@個(gè)方向飛去。但氣球卻在所有人的注視下飛向另一個(gè)方向。” 這位面紅耳赤的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人立刻要求將任性的氣球降下,并派出一輛卡車去12英里外將其取回。接著他們升起了第二個(gè)氣球,這次風(fēng)非常配合,當(dāng)?shù)貙W(xué)校的學(xué)生成功登錄上了網(wǎng)絡(luò)。
有跡象表明,Google有可能兌現(xiàn)這個(gè)承諾——給沒有互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的地區(qū)提供某種形式的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。所有這些努力是否值得,完全取決于此類服務(wù)的速度和可靠性,以及維持他們運(yùn)行的成本。
最初的想法是用氣球向地面基站傳輸Wi-Fi信號。但谷歌很快意識到功率限制所帶來的弊端與不受限制的頻譜帶來的便利相比更容易解決。于是谷歌開始和電信公司合作,在相同的LTE框架協(xié)議下提升原有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的效率。本質(zhì)上來說,在基于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射塔且采用相同LTE制式的條件下氣球是一種低成本、低功耗的選擇。谷歌方面表示如今向移動(dòng)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的速度可以達(dá)到5Mbps,固定裝置則達(dá)到22Mbps。而美國現(xiàn)在的平均寬帶速度是11Mbps。
通過與電信公司合作來提供服務(wù),谷歌把自己從蜂窩數(shù)據(jù)的銷售和客服中抽身出來,同時(shí)也讓自己在國與國之間為爭奪2.6GHz頻段所涉及利益而產(chǎn)生紛爭時(shí)置身事外。同直接與客戶交涉以及游說官僚機(jī)構(gòu)相比,谷歌還是更擅長也更樂意解決復(fù)雜的工程技術(shù)問題。
通過一組基于算法定向的氣球來提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)可能聽起來付出的成本過高,但Cassidy表示,事實(shí)上這種方案的成本比起建造和維護(hù)信號塔要低一個(gè)數(shù)量級,所以對于偏遠(yuǎn)地區(qū)來說,這是更加經(jīng)濟(jì)的選擇。盡管谷歌氣球的服務(wù)質(zhì)量永遠(yuǎn)也無法與Google Fiber媲美,但Cassidy深信谷歌能使這項(xiàng)服務(wù)取得長足進(jìn)步,遠(yuǎn)好于目前一些區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平。我們對一些城市做過調(diào)研,這里的人們通過城際客車上的Wi-Fi熱點(diǎn)上網(wǎng),當(dāng)客車到達(dá)時(shí),人們的手機(jī)一下子就可以上網(wǎng)了。而當(dāng)客車去到另外一個(gè)城市時(shí),那里又突然有了熱點(diǎn)(指這種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)無法持續(xù)和穩(wěn)定)。
如果谷歌氣球獲得成功,谷歌也會面臨一系列質(zhì)疑者老生常談的問題,例如,它會盈利嗎?國家會同意和信任谷歌使用他們自己國家的平流層領(lǐng)空嗎?谷歌X的負(fù)責(zé)人Astro Teller在6月份《連線》雜志的后續(xù)采訪中稱氣球項(xiàng)目為“谷歌X孵化出的典范項(xiàng)目”。團(tuán)隊(duì)完成了一項(xiàng)了不起的工作——駕馭了每只氣球內(nèi)10萬磅的壓力,而下次檢驗(yàn)將是如果處理將“登月計(jì)劃”進(jìn)行商業(yè)化的壓力。