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这不是UFO,谷歌“热气球无线网络”背后的故事

2013-8-15新浪科技思远
”,名字取自希腊神话中的一个年轻角色,他用蜡制成了翅膀,但却因为飞得太高,距离太阳太近,导致翅膀融化而摔死。

他们开着德瓦奥的斯巴鲁森林人来到加州中央山谷的圣路易斯水库旁的恐龙岬,在那里给四个乳胶气球充满氦气。气球是从网上买的,每个大约100美元,氦气则是从焊工那里买的。每个气球都有一个WiFi发射器,可以与地面的接收器交换数据。准备就绪后,他们便把气球放飞了。

气球平稳上升,随后开始向东移动,速度很快。

“我从没认真想过这事儿。”德瓦奥承认。所有的发射装置仍然在地上,而第一对气球已经飞到几英里外了——它们很快就将遇到到速度接近100英里/小时的气流。德瓦奥和其他几个人跳进了斯巴鲁。车顶安放了定向天线,一个带有频谱分析仪(用来探测信号强度),还有一个上面带有WiFi卡。他们在中央山谷杳无人烟的道路上飞奔。“我就像个疯子一样开车,就像是电影里演的风暴追逐者一样。”他说。

好在气球一边东移,一边上升,德瓦奥的斯巴鲁也最终追上了它们。大约开了10英里(约合16公里),他们收到了信号。测试成功!

接下来的几个月,这个团队又展开了好几次类似的测试。德瓦奥越来越熟悉气球的走向,有时甚至能跑到气球前面。他还展开了更多的测试,以便了解当距离地面基站最近的气球能够上网时,多个气球之间能否相互传输信号。

最后一次“伊卡洛斯测试”是在2011年末。经过了几个小时的车程后,森林人的发电机因为在中央山谷的高温路面上长时间高速行驶而报废了。车完全开不了了,而那时,这辆SUV里面的电脑刚刚通过另外两个气球接力传输的WiFi信号加载了几个网页。

泰勒说,到2012年初,“这个项目已经不会再被取消了。”这时便需要加倍下注:组建更大的团队、测试更长的飞行、进一步改善设计、开始考虑如何为真正的用户提供宽带。由于德瓦奥更喜欢亲身参与研发,而不愿担任管理职位,谷歌让该公司的顶级搜索主管之一麦克·卡西迪(Mike Cassidy)来领导这个团队。卡西迪现在也被尊称为“代达罗斯”,这是希腊神话里伊卡洛斯的父亲,正是他帮助儿子制作了那对翅膀。

除了常规的无线网络工程师、无线电专家和计算机科学家外,谷歌气球团队还有一些令人意想不到的专业人士。“谷歌没有多少航天工程师,所以我们又招了几名。”卡西迪说,他本人也曾接受过航天训练。而由于负责发射和回收气球的团队经常要在崎岖不平的道路上作业,所以他又招了两名退伍老兵:一个是前海军特种兵,还有一个则是无人机驾驶员。“你让他们凌晨两点发射气球,他们都会欣然接受。”卡西迪说。而由于下一代气球需要将特制的聚乙烯薄膜缝合到一起,所以他还专门聘请了一些专业的裁缝。当业余气球爱好者、兼职气球咨询师丹·鲍温(Dan Bowen)决定辞职专心研究自己的爱好时,便在LinkedIn(237.38, -4.44, -1.84%)上更改了资料。不到两个星期,谷歌的招聘人员就给他打来了电话。

这些Google X部门的员工还与Raven Aerostar展开了合作,NASA(美国国家航空航天局)的近空间探测活动就曾使用过该公司的气球。他们将共同克服困扰气球爱好者好几个世纪的问题,包括飞行持续时间、控制、能量消耗等。最终,他们采用了双气囊设计(一个充氦气,另外一个充空气),还配备了一套阀门系统,使之可以利用很少的能量实现高度调节。“气球比火箭还难搞。”德瓦奥说。

为了制造气球的外皮,Raven Aerostar设计了一种特制的聚乙烯薄膜,厚度只有普通面包塑料袋的三倍,专门充氦气,不仅可以抗压,而且能在零下50华氏度(约合零下46摄氏度)的环境下保持柔软。该公司还在德克萨斯州萨尔弗斯普林斯(Sulphur Springs)为谷歌设计了一条生产线,并在南达科他州苏福尔斯(Sioux Falls)的总部所在地附近建起了第二条生产线。要知道,如果想用能发射互联网信号的UFO包围地球,肯定要生产很多才行。

攻克众多难关

由于在气球上安装了很多传感器来探测压力、温度等环境因素,所以谷歌通过测试积累了很多数据。(目前的版本可以传输189种数据。)这就需要将气球回收。当气球故障,或是谷歌想要收回气球时,便会启动一套放气机制,同时打开一个降落伞。早期的多数气球都落在农场里,而为了回收气球,团队里的几位退伍老兵不得不穿越崎岖的路面,有时甚至要翻越高山。在一次艰难的回收任务中,Google X还顺带给谷歌地图团队纠正了一个错误。

有时,好奇的路人可能会比回收团队更早到达气球坠落点。谷歌也为此做好了准备,他们在上面用黑体字写明这只是一次无害的科学实验,并列出了“保罗”(Paul)的电话号码,让他为见到气球的人提供奖励。在大约200次测试中,只有两个气球没有收回。有一次,捡到气球的人没有打电话。(谷歌通过GPS锁定了地球的方位,但却并不想与之取得联系,以免泄露这个秘密项目。)第二个就是在肯塔基州引发骚乱的那个闪光的UFO。在天上漂浮了11天后,它最终降落到加拿大境内。

在测试过程中,团队还开发了控制软件。第一个版本名叫伏尔甘(Vulcan),后来又被一套名为“任务控制”(Mission Control)的全能操作系统取代。这套新系统可以分析美国国家海洋和大气管理局的风力数据(包括当前的状态和历史记录),然后用谷歌的计算资源来规划理想的路线。(利用谷歌庞大的服务器网络,大概只需要15分钟就可以绘制出一周的飞行路线。)“任务控制”还可以引导气球进入正确的高度,追踪它们的“神经系统”和方位,然后将每个气球的状态和路线显示在地图上。另外,它还可以向当地的空管员发出信息,告知他们屏幕上闪烁的信号没有危害。由于这是一套纯粹的网络操作系统,因此谷歌气球团队可以通过任意的PC或平板电脑接入该系统。

然而,虽然经过了这么多测试,但最困难的还是如何让气球在地球上空连续飞行100天,甚至更长时间。有一种名为“全球水平探测技术”(Global Horizontal Sounding Technique,简称GHOST)的气象探测气球曾经在上世纪60年代末创造过744天的持续飞行记录,但自那以后就再也没有一个气球接近过这一纪录。近期与之最接近的是NASA今年2月创造的55天,但气球的尺寸却远大于谷歌气球。而谷歌号称将定期以极低的成本实现两倍的连续飞行时间,这也就难怪会有人嘲笑谷歌了。“根本不可能——随便找个懂科学的人问问就知道了,就算三个星期都很少见。”著名气球驾驶者珀·林德斯特兰德(Per Lindstrand)说,他曾经高调批评过企业家理查德·布兰森(Richard Branson)。

但谷歌认为,他们已经通过改进技术突破了这个难题,包括高级的气球材料、紧密的阀门辅助配件,以及能够在低温下将泄漏量降到最小的定制垫圈。精通气球技术的Raven Aerostar副总裁朗·斯特罗斯切尼(Lon Stroschein)认为,谷歌的目标完全可行。谷歌自己的气球专家鲍温更是信心满满。“谷歌向这个项目投入的资源比历史上任何一个团体都多,包括所有的民间项目和政府项目。”他说,“我绝对相信能够达到我们所宣称的标准,甚至有可能超过这个标准。”

在新西兰亲身体验

群山环绕的特卡波湖(Lake Tekapo)位于新西兰南岛中部地区,这里是电影《指环王》的拍摄地。6月13日,这里还是寒冬时节,天空万里无云。在一条空旷的沥青跑到旁,德瓦奥带着路人很快地参观了谷歌气球的发射台。

谷歌计划通过一系列测试向世界展示谷歌气球项目,这便是其中的第二次。两天前,一位名叫名叫查尔斯·尼莫(Charles Nimmo)的牧羊人兼企业家在120英里(约合190公里)外的小镇利斯顿成功连接到谷歌气球,并且迅速访问了谷歌主页。现在,穿着羊毛和羽绒背心的谷歌员工正围拢在一个巨大的油布四周,下面盖着5个气球和重达22磅(约合10千克)的电脑、电子设备和GPS设备,这都些设备都将随着气球一同升空。另外,每个气球上还都固定着一排太阳能面板。

发射时间到了。随着团队成员各就各位稳定了每个气球,一台仿佛从工业时代穿越而来的机器开始向气球内充氦气。透明的气球开始膨胀,很快从齐腰位置长高到20英尺(约合6米)。一

本文来源:新浪科技 作者:思远

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