Po huraganie Maria Google dostarczy internet balonami

Po przejściu we wrześniu huraganu Maria ponad 90 procent stacji bazowych telefonii komórkowej w Portoryko przestało działać. Praktycznie całkowity brak łączności mają tymczasowo naprawić balony stratosferyczne zbudowane przez Google’a w ramach projektu Loon.

Tydzień temu amerykańska Federalna Komisja Łączności (FCC) wydała eksperymentalną licencję na loty balonów, które są mobilnymi stacjami bazowymi łączności LTE. Licencja, która będzie obowiązywać do 4 lipca 2018 roku ma umożliwić mieszkańcom oraz służbom rządowym komunikację i koordynację podczas usuwania skutków katastrofy. Bez wątpienia pomoc jest bardzo potrzebna, bo choć Maria uderzyła w wyspę już trzy tygodnie temu, to zgodnie z dzisiejszym raportem elektryczności pozbawione jest wciąż 91% mieszkańców, działa tylko ok. 36% masztów telefonii komórkowej, a kłopoty z wodą dotyczą 36,8% domostw.

Mapa Portoryko przedstawiająca w procentach uszkodzone stacje bazowe. (zdjęcie: FCC)

Dla balonów to nie pierwszyzna

To nie pierwszy raz, kiedy wypełnione helem balony wzniosą się w niebo by przywrócić łączność na terenach dotkniętych klęską żywiołową. Laboratorium X, należący do grupy Alphabet, bo tak powinniśmy dziś mówić o wszystkim, co do tej pory kojarzyło nam się z marką Google, ma już doświadczenie w podobnej sytuacji. Balony projektu Loon pojawiły się nad terytorium Peru podczas gigantycznej powodzi, jaka dotknęła ten kraj w marcu tego roku.

Warto zauważyć, że tu sytuacja była o prostsza, bo z terenu tego Peru Lab X, wypuszczał swoje testowe balony i to właśnie tutaj testował łączność pomiędzy balonami a operatorami naziemnymi. W Portoryko taką infrastrukturę trzeba dopiero stworzyć. X pochwaliło się, że podczas trwającego siedem tygodni wsparcia łączności, na terenie odpowiadającym swoją wielkością obszarowi Szwajcarii, przesłano 160 GB danych.

Jeśli wydaje się wam, że to tyle co nic, to jesteście w błędzie. W sytuacji zagrożenia od oglądania filmów w 4K, ważniejsza jest po prostu najprostsza komunikacja. Te „odrobina” danych wystarczyła do przesłania 30 milionów wiadomości na WhatsAppie i 2 milionów emaili.

Spektakularny Project Loon

Stratosferyczne balony z laboratorium X od 2011 roku przeszły długą drogę by znaleźć się w tym miejscu gdzie są dzisiaj. Wszystko zaczęło się od prób wysyłania w stratosferę małych balonów meteorologicznych by teraz laboratorium X mogło się pochwalić rekordami ustanowionymi przez balon nazwany The Bolt. Zanim o nim napiszę, kilka słów o tym czym tak właściwie jest Loon.

Balony Google’a wynoszą na ok. 20 km nad Ziemię podczepione pod nie urządzenia nadawczo-odbiorcze, które łączą stacje bazowe i telefony, działające w technologii LTE. Sam balon można właściwie uznać za latającą stację bazową, która dzięki temu, że porusza się bardzo wysoko nad ziemią, pokrywa duży obszar (do 5000 km²) i może połączyć oddalone od siebie na wiele kilometrów punkty, zapewniając w nich łączność LTE z transferem dochodzącym do 10 Mb/s.

To nie wszystko, bo Lab X udało się również z powodzeniem połączyć oddalone od siebie o 100 km dwa balony. Do transmisji wykorzystano laser, który przesyłał dane najpierw z prędkością 155 Mb/s, a później już 1 Gb/s. Nieźle prawda?Mnie to tym bardziej zaimponowało, że te balony bynajmniej nie stały w powietrzu, jak słup soli, a cały czas falowały i promień lasera musiał trafić w odbiornik, którego średnica wynosiła 3,81 cm! Baris Erkmen odpowiedzialny za komunikację optyczną w X sprowadził to wyzwanie na łamach Wired do eksperymentu, którego może spróbować każdy z nas. Zadanie jest proste: wcelujcie laserem w ziarnko ryżu umieszczone po drugiej stronie boiska piłkarskiego i pamiętajcie, żeby nie stać w miejscu… Dobry żart, ale fakty są takie, że balony potrafiły same się namierzyć i utrzymywać połączenie przez trzy doby bez wpływu na pogorszenie jakości transmisji.

Wróćmy do “Śruby”. Jest ona kwintesencją tego, co potrafią balony działające w ramach projektu Loon. The Bolt pozostawał w powietrzu przez 190 dni, pokonał 122 000 kilometrów, miejscami osiągając prędkość się nawet 162 km/h. Podczas swojej podróży przeleciał nad terytoriami 19 krajów i trzech kontynentów. Jego ogniwa słoneczne wygenerowały w sumie 1,72 gigadżula energii elektrycznej (gdyby tę energię wygenerować w ciągu sekundy, powstałaby niezła błyskawica), gdy balon przemieszczał się w temperaturze sięgającej -83°C.

Trasa balonu z Portoryko do Peru po powodzi w marcu 2017 roku. Intensywność koloru odpowiada czasowi przebywania balonu w danej lokalizacji. (zdjęcie: X)

Wszystko to stało się możliwe dzięki udoskonaleniu sposobu nawigowania balonami. Początkowo sterowanie nimi sprowadzało się do ich opuszczania i wznoszenia, tak by trafiały na prądy powietrzne i trzymały się z góry ustalonego kursu. Dla wysłania z punktu A do punktu B pojedynczego balonu nie było tu właściwie wielkim problemem. Ale celem balonów było przecież zapewnienie łączności na ściśle określonym terenie. Żeby zrealizować ten cel, potrzeba było dużej liczby balonów, krążących balonów i przejmujących jeden od drugiego, niczym satelity, transmisję sygnału.

Było to mało efektywne. Dopiero wprowadzenie algorytmów bazujących na uczeniu maszynowym, zmieniło tę sytuację. Teraz X może wysłać tylko kilka balonów w dany region, których komputery na podstawie gigantycznej bazy danych dostosują parametry lotu tak, by krążyć tuż nad wybranym rejonem działania.

Choć na razie Project Loon wykorzystywany jest w sytuacjach awaryjnych, to z czasem może być wykorzystywany w wielu rejonach jako stały system zapewniający dostęp do sieci.

Zdjęcia i źródła: Google, X