本文來源，由機(ji)器之心(xin)翻譯，微信(xin)公眾號：機(ji)器之心(xin)（ID：almosthuman2014）
目(mu)前，全球的大多數人仍然(ran)與互(hu)聯(lian)網(wang)無緣，他們不是無法支付網(wang)絡連接(jie)的費用，就是所生活的地區根本沒有網(wang)絡服務。而在(zai)所有致力于連接(jie)全世界的項目(mu)中(zhong)，谷歌的“Project Loon”聽上(shang)去最(zui)像天方夜譚。在(zai)秘密的谷歌X實驗室里，這個計(ji)劃(hua)就其中(zhong)一個匪夷所思的項目(mu)。
但(dan)該(gai)計劃(hua)好像真(zhen)的在運轉(zhuan)了(le)。
2013年6月，谷歌宣(xuan)布(bu)推出“Project Loon”，希望(wang)利用“Wi-Fi熱(re)氣球(qiu)”為(wei)農村、偏遠及貧困地區提供(gong)廉價的(de)互聯網(wang)服務(wu)，專家們對(dui)此的(de)態度(du)從懷(huai)疑轉變為(wei)不(bu)屑一顧。據(ju)悉，谷歌計(ji)劃同(tong)時放飛上百個(ge)太陽能熱(re)氣球(qiu)，即便平流層遭遇高速(su)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)風向，仍能確保每個(ge)氣球(qiu)協調運動，從而提供(gong)持續(xu)穩(wen)定(ding)的(de)網(wang)絡服務(wu)。
“絕對不可能實現”，Per Lindstrand 表示，這(zhe)位(wei)來自瑞典(dian)的(de)(de)航(hang)空工程師，或許(xu)也是世界上(shang)最富盛名的(de)(de)氣(qi)(qi)球駕駛者，他在對此發表過(guo)看法(fa)，“從(cong)科學的(de)(de)角度來看，該計劃(hua)就(jiu)是紙上(shang)談兵，” 他尤其質疑谷歌對氣(qi)(qi)球的(de)(de)描(miao)述——熱(re)氣(qi)(qi)球材料足夠(gou)耐用，可在空中飄浮(fu)100天，幾乎是世界最先進的(de)(de)NASA熱(re)氣(qi)(qi)球耐用度的(de)(de)2倍，“即便這(zhe)樣，NASA氣(qi)(qi)球飄浮(fu)3周都很罕見，” 他嘲笑(xiao)到。
但是，當你在讀這篇文章時，已經有75個谷歌氣球飛行在空中了，覆蓋范圍遠至南半球。為了利用風向保持(chi)運行狀態，這些氣球會根據一套復(fu)雜(za)的算法自動調整高度(du)。谷歌自信在(zai)明年之(zhi)前(qian)(qian)就能在(zai)全球范圍內(nei)建立一個連續的、寬約50英(ying)里的互(hu)聯網服務帶(dai)。Project Loon主管Mike Cassidy期望在(zai)2016年前(qian)(qian)，南美、南非或是大洋(yang)洲(zhou)的第(di)一批用戶可以用上由谷歌氣球提供的cellular LTE服務。谷歌會先選擇在(zai)人口相(xiang)對較少的南半(ban)球進行試驗(yan)，然后再向全球范圍推廣。
但(dan)我(wo)并不希望被谷歌(ge)最近宣傳的(de)這(zhe)(zhe)些酷炫的(de)高科技所迷惑，所以我(wo)問Cassidy，這(zhe)(zhe)些事真正能夠實現的(de)概率究竟有多少？Cassidy 回答說(shuo)：“在開始這(zhe)(zhe)個項目(mu)時，我(wo)可能會說(shuo)5%，但(dan)隨著項目(mu)的(de)進展，我(wo)們驚喜的(de)發現到目(mu)前為止(zhi)(zhi)還沒(mei)有什么東西能夠阻止(zhi)(zhi)它(ta)的(de)正常運(yun)行。生活(huo)中沒(mei)有什么是百(bai)分百(bai)確(que)定的(de)，但(dan)至少目(mu)前看(kan)來(lai)，這(zhe)(zhe)個項目(mu)進展的(de)相當不錯(cuo)。”
谷歌為何進行(xing)這項生(sheng)僻的研究工作？這需要堅(jian)持(chi)不懈的力量，以及公司(si)自身資源、靈活性(xing)以及技術雄心。在全(quan)球資本主義(yi)史上，都鮮有競爭對手去(qu)做這些事情。
去年夏天，公司在新西蘭首次(ci)嘗(chang)試(shi)放飛超壓氣(qi)球(qiu)，如(ru)果Lindstrand在場(chang)，他可能會(hui)笑掉(diao)大牙。在處女秀(xiu)中，氣(qi)球(qiu)在起(qi)飛不久后爆(bao)炸，尼龍織物被球(qiu)內(nei)10萬磅高壓撐破。第二次(ci)試(shi)飛同樣(yang)遭此(ci)厄(e)運(yun)，第三(san)次(ci)直(zhi)至(zhi)接下來五十次(ci)都(dou)是如(ru)此(ci)。團隊不停(ting)的調(diao)整織物，并(bing)用更多的合(he)成(cheng)纖維(wei)類繩索進行加固，但氣(qi)球(qiu)仍(reng)然爆(bao)炸，直(zhi)至(zhi)他們(men)精確(que)掌(zhang)握了繩子的長度。“我(wo)們(men)知道制(zhi)造超壓氣(qi)球(qiu)很難，” Cassidy回憶到，“我(wo)們(men)當(dang)時真(zhen)沒想(xiang)到要嘗(chang)試(shi)61次(ci)才會(hui)成(cheng)功。”
即(ji)便如此，成功也是(shi)轉(zhuan)瞬即(ji)逝。氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)不再爆炸，但里面的氦氣(qi)(qi)(qi)開始(shi)緩慢泄露，剛(gang)飛(fei)行(xing)一到兩天，氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)就下(xia)降(jiang)。“即(ji)使毫厘大小的漏洞也會迫使氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)飛(fei)行(xing)數天后下(xia)降(jiang)，” Cassidy說(shuo)，“我(wo)們(men)接下(xia)來制造的40-50個(ge)氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)，都出現(xian)了這個(ge)問題。”
谷歌(ge)的(de)工(gong)程師們(men)花(hua)了幾周(zhou)時間來解決此問(wen)題。他(ta)們(men)在位于山景城(cheng)莫(mo)非特基(ji)地的(de)機庫里將氣(qi)球開箱充氣(qi)，然(ran)后用偏振光照透(tou)球面，甚至還(huan)動用質譜儀來嗅探氦氣(qi)的(de)泄(xie)漏。他(ta)們(men)對每個掉落的(de)氣(qi)球都進行(xing)了“故障分析”，細致查(cha)看關于裝配人員、地點、工(gong)具和(he)運輸(shu)過(guo)程的(de)詳細記錄(lu)。
泄漏(lou)的(de)(de)原因(yin)最終(zhong)被確(que)定為兩(liang)類問題。一(yi)是由運輸(shu)過程(cheng)中對(dui)氣(qi)球的(de)(de)多(duo)次折疊(die)(die)造成(cheng)的(de)(de)，重復的(de)(de)折疊(die)(die)使得一(yi)些(xie)氣(qi)球在(zai)折角處(chu)產生了細小(xiao)裂隙。谷(gu)歌已著(zhu)手找到(dao)能(neng)夠將(jiang)壓(ya)(ya)力均勻分布在(zai)球囊面(mian)料上的(de)(de)折疊(die)(die)和卷(juan)收(shou)方(fang)法。第二(er)類問題是當工(gong)人(ren)用腳踩壓(ya)(ya)球囊面(mian)料時(shi)襪子將(jiang)氣(qi)球輕微(wei)撕裂了。這可以用絨毛(mao)軟(ruan)襪來解決，Cassidy說(shuo)，“確(que)實不一(yi)樣。襪子越軟(ruan)，泄漏(lou)越少。”
隨著工作團隊將(jiang)泄漏減少，氣球的(de)飛(fei)(fei)行(xing)時間(jian)逐漸變(bian)長——從四天(tian)到六天(tian)，然后增加(jia)到一次(ci)飛(fei)(fei)行(xing)持續幾周(zhou)。就11月(yue)的(de)情況看，Cassidy說(shuo)，有三(san)分之二(er)的(de)氣球可以在空中飛(fei)(fei)行(xing)100天(tian)以上(shang)。
但讓氣球保(bao)持飄浮(fu)狀態只是(shi)這項工程(cheng)遇到(dao)的第一個代(dai)表性問題。如何讓氣球保(bao)持在(zai)軌道(dao)上飛(fei)行才是(shi)更加困難的。
當谷(gu)歌第一(yi)次(ci)宣布這項(xiang)工程時，我(wo)拍到了(le)顏色(se)明亮的(de)裝置(zhi)懸停(ting)在目標村落(luo)上(shang)方成百(bai)上(shang)千英尺(chi)的(de)地方，用(yong)可(ke)能是世界上(shang)最長(chang)的(de)繩索將(jiang)其連接。這項(xiang)工作在現實執行中(zhong)會更復雜(za)，但(dan)景象也更迷人。
首先(xian)，氣(qi)球離地升空超過(guo)60000英尺，到(dao)達平(ping)流層，并超過(guo)所有飛機的(de)飛行(xing)高(gao)度(du)，高(gao)到(dao)在(zai)地面上(shang)幾(ji)乎看不(bu)到(dao)它們。此(ci)外(wai)，這些氣(qi)球裝置(zhi)無法在(zai)預定(ding)(ding)位置(zhi)懸(xuan)浮。它們被平(ping)流層時(shi)速高(gao)達100公里/小時(shi)的(de)氣(qi)流持續吹著移動，讓原本計劃通過(guo)定(ding)(ding)位裝置(zhi)提供穩定(ding)(ding)數據服務的(de)想法徹底泡湯。
谷歌對(dui)此提出(chu)的應對(dui)方(fang)案是在空中(zhong)同(tong)時部(bu)署一(yi)大群氣球，其(qi)中(zhong)一(yi)些沿著其(qi)他氣球的航跡移動。通(tong)過(guo)這(zhe)(zhe)種方(fang)式，一(yi)旦(dan)其(qi)中(zhong)一(yi)個氣球即將(jiang)離開設(she)定(ding)區(qu)域(yu)，另一(yi)個氣球恰好會到達這(zhe)(zhe)一(yi)區(qu)域(yu)，它們共同(tong)保(bao)證了連結信號始終處于活躍(yue)狀態(tai)。
谷歌輕描淡(dan)寫的(de)(de)(de)用(yong)這個(ge)精妙的(de)(de)(de)辦法(fa)就使得高(gao)性能飛行(xing)器（即氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)）能夠(gou)精確在軌道上運行(xing)。但這些(xie)都是低功率氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)，沒辦法(fa)直接控制(zhi)他們的(de)(de)(de)軌跡。你所能做的(de)(de)(de)只能是調整它們的(de)(de)(de)高(gao)度。對氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)的(de)(de)(de)操控就是根據不同海拔的(de)(de)(de)風速和方向，操縱氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)上下移動以捕捉到那些(xie)能夠(gou)讓氣(qi)(qi)(qi)球(qiu)在所需軌道上運行(xing)的(de)(de)(de)一連串氣(qi)(qi)(qi)流(liu)。
谷歌的(de)工(gong)程師(shi)們知道(dao)這(zhe)項工(gong)作(zuo)異常(chang)艱(jian)難(nan)，他們把希望寄托于從國(guo)家氣象局的(de)氣象氣球和(he)檔(dang)案記(ji)錄來獲得風力和(he)風向(xiang)(xiang)數(shu)據。可(ke)是(shi)(shi)他們沒有預料到這(zhe)些風流是(shi)(shi)如此的(de)不可(ke)預測。例如，國(guo)家氣象局可(ke)能報告說，在(zai)距地5萬(wan)(wan)5千(qian)英尺(chi)高(gao)空(kong)正向(xiang)(xiang)南刮著(zhu)時(shi)(shi)速(su)20英里(li)的(de)風，而在(zai)6萬(wan)(wan)5千(qian)英尺(chi)高(gao)空(kong)東南向(xiang)(xiang)的(de)風速(su)達到30英里(li)每小時(shi)(shi)。基于線性插(cha)值法，谷歌會計算出(chu)，在(zai)6萬(wan)(wan)英尺(chi)高(gao)空(kong)，南向(xiang)(xiang)/東南向(xiang)(xiang)的(de)風速(su)是(shi)(shi)每小時(shi)(shi)25英里(li)。有時(shi)(shi)這(zhe)是(shi)(shi)正確的(de)，但團隊有時(shi)(shi)也會發現，6萬(wan)(wan)英尺(chi)上空(kong)吹(chui)著(zhu)完全相反方向(xiang)(xiang)的(de)風。
對(dui)于(yu)這(zhe)個(ge)問題有(you)一個(ge)令人尷尬的(de)(de)(de)例子，谷歌于(yu)5月份在巴西通信部長和Telefonica總(zong)裁面前為他(ta)們(men)的(de)(de)(de)氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)做了一次高(gao)調展示。“他(ta)們(men)說從來沒有(you)進(jin)行過現場演示，” 谷歌氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)項(xiang)目負責人Cassidy說到，“第一個(ge)氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)升(sheng)起(qi)時，我們(men)對(dui)他(ta)們(men)說，我們(men)的(de)(de)(de)模擬數據顯(xian)示這(zhe)些氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)將(jiang)向(xiang)這(zhe)個(ge)方(fang)向(xiang)飛去。但氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)卻在所有(you)人的(de)(de)(de)注視下飛向(xiang)另一個(ge)方(fang)向(xiang)。” 這(zhe)位面紅耳赤(chi)的(de)(de)(de)項(xiang)目負責人立(li)刻要求將(jiang)任(ren)性的(de)(de)(de)氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)降下，并派出一輛卡車去12英里外將(jiang)其取回。接著他(ta)們(men)升(sheng)起(qi)了第二個(ge)氣(qi)球(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)次風非常配合，當地學(xue)校的(de)(de)(de)學(xue)生成(cheng)功登錄上了網絡。
有(you)(you)跡象表明，Google有(you)(you)可能兌現這個承(cheng)諾——給沒有(you)(you)互聯(lian)網(wang)服務(wu)的地(di)區提供某種(zhong)形式的互聯(lian)網(wang)接入服務(wu)。所有(you)(you)這些(xie)努力是否值得，完全取決于(yu)此類服務(wu)的速度和可靠性，以及(ji)維(wei)持他們運行的成本。
最(zui)初的(de)(de)(de)想法是用氣(qi)球向地面基(ji)站傳輸(shu)(shu)Wi-Fi信號。但谷(gu)歌(ge)很快意識到(dao)功(gong)率(lv)限(xian)制所(suo)帶來(lai)的(de)(de)(de)弊端與不(bu)受限(xian)制的(de)(de)(de)頻譜帶來(lai)的(de)(de)(de)便利(li)相比更容易(yi)解(jie)決。于是谷(gu)歌(ge)開(kai)始和電信公司合作，在相同的(de)(de)(de)LTE框(kuang)架協議(yi)下提升原有蜂窩網(wang)絡(luo)的(de)(de)(de)效率(lv)。本質(zhi)上來(lai)說，在基(ji)于一個標(biao)準發射塔且采用相同LTE制式的(de)(de)(de)條件下氣(qi)球是一種低成本、低功(gong)耗(hao)的(de)(de)(de)選擇。谷(gu)歌(ge)方面表示(shi)如今(jin)向移動設備傳輸(shu)(shu)數據的(de)(de)(de)速度可以達到(dao)5Mbps，固定裝置則達到(dao)22Mbps。而(er)美國現在的(de)(de)(de)平(ping)均寬帶速度是11Mbps。
通過與(yu)電(dian)信(xin)公司合(he)作來提供服(fu)務，谷歌(ge)把自己從蜂窩(wo)數據的銷(xiao)售和(he)客(ke)服(fu)中(zhong)抽身(shen)出來，同時也(ye)讓自己在國(guo)與(yu)國(guo)之間為(wei)爭(zheng)奪2.6GHz頻段所涉(she)(she)及利益(yi)而(er)產生紛爭(zheng)時置身(shen)事(shi)外。同直(zhi)接與(yu)客(ke)戶交涉(she)(she)以(yi)及游說官僚機構相比(bi)，谷歌(ge)還是更擅(shan)長(chang)也(ye)更樂意解決(jue)復雜的工程技術問題。
通過一組(zu)基(ji)于(yu)算法(fa)定向的(de)(de)(de)氣球(qiu)來提供互聯網服(fu)務(wu)可能聽(ting)起來付出(chu)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)過高，但Cassidy表示，事實上這種方案(an)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)比(bi)起建造和(he)維護信號(hao)塔要低一個數量(liang)級，所以對于(yu)偏(pian)遠地區來說，這是更加經濟的(de)(de)(de)選擇。盡管谷歌(ge)氣球(qiu)的(de)(de)(de)服(fu)務(wu)質量(liang)永遠也無(wu)法(fa)與Google Fiber媲美，但Cassidy深信谷歌(ge)能使這項服(fu)務(wu)取得長(chang)足(zu)進步，遠好于(yu)目前一些(xie)(xie)區域(yu)的(de)(de)(de)網絡服(fu)務(wu)水平。我(wo)們對一些(xie)(xie)城(cheng)(cheng)(cheng)市做過調研，這里的(de)(de)(de)人們通過城(cheng)(cheng)(cheng)際客車上的(de)(de)(de)Wi-Fi熱點(dian)上網，當客車到達時，人們的(de)(de)(de)手機一下子就可以上網了。而當客車去到另(ling)外一個城(cheng)(cheng)(cheng)市時，那里又突然有(you)了熱點(dian)（指這種互聯網服(fu)務(wu)無(wu)法(fa)持續和(he)穩定）。
如果谷(gu)歌(ge)(ge)氣球獲(huo)得成(cheng)功，谷(gu)歌(ge)(ge)也會面臨一系(xi)列質(zhi)疑者老生常談的(de)(de)問題，例如，它(ta)會盈利嗎？谷(gu)歌(ge)(ge)X的(de)(de)負責人Astro Teller在6月(yue)份《連線》雜志(zhi)的(de)(de)后(hou)續采訪中(zhong)稱(cheng)氣球項目為(wei)“谷(gu)歌(ge)(ge)X孵(fu)化出的(de)(de)典(dian)范項目”。團(tuan)隊完成(cheng)了(le)一項了(le)不起(qi)的(de)(de)工(gong)作(zuo)——駕馭了(le)每只(zhi)氣球內10萬磅的(de)(de)壓力，而(er)下次(ci)檢(jian)驗將是(shi)如果處理將“登月(yue)計(ji)劃”進行商業(ye)化的(de)(de)壓力。
