OFweek通信網(wǎng)，北京時間8月15日消息，Google在6月中公布的“Google氣球”項目引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，美國《連線》雜志網(wǎng)站周二刊登了一篇名為《Google氣球背后不為人知的故事》(The Untold Story of Google’s Quest to Bring the Internet Everywhere—By Balloon)的文章，詳細(xì)介紹了該項目從誕生到測試成功的全部過程。

以下是文章詳細(xì)內(nèi)容：

“Google氣球”項目

2012年10月16日，一個閃光物體出現(xiàn)在美國肯塔基州派克縣(Pike County)的天空，但無論是普通民眾，還是天文愛好者在觀察后都不知道這究竟是什么，當(dāng)?shù)鼐炀稚踔吝€接到了許多報警電話。

幾天后，《阿巴拉契亞新聞速遞》(Appalachian News-Express )發(fā)表了一篇名為《天空中的神秘物體引發(fā)居民關(guān)注》(Mystery Object in Sky Captivates Locals)的文章，對此事進(jìn)行報道。當(dāng)?shù)仉娨暸_也跟進(jìn)了此事，就連CNN都派出了記者團(tuán)隊。

有天文愛好者認(rèn)為，這是外星人造訪地球的證據(jù)。那么，這真是事情的真相么？當(dāng)外界為此進(jìn)行爭論時，Google高管里奇-德瓦奧(Rich DeVaul)正坐在加州山景城的會議室通過YouTube觀看自己的杰作。這個神秘的發(fā)光物體，正是他領(lǐng)導(dǎo)的Google團(tuán)隊的杰作，屬于“Google氣球”項目的一場測試。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，目前全球能上網(wǎng)的人大約只有27億，還不到全球人口總數(shù)的一半。在高速互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的時代，Google想要把上網(wǎng)體驗帶給更多的人。當(dāng)然，這也符合Google的戰(zhàn)略利益——畢竟，只要人們上網(wǎng)，就難免會用上Google的產(chǎn)品。

在“Google氣球”項目中，將借助數(shù)千個漂浮在6萬英尺（約1.8萬米）高空的太陽能高壓氣球，通過無線網(wǎng)絡(luò)與地面基站連接，然后讓彼此互相傳遞信號。據(jù)Google介紹，每個漂浮在空中的太陽能高壓氣球，都可以作為下方直徑約25英里（約40公里）地區(qū)的無線基站。在信號覆蓋的地區(qū)中，只要使用Google提供的天線，就可以通過一種升級版的WiFi技術(shù)進(jìn)行上網(wǎng)。這是一項極為了不起的嘗試，因為這只需很低的成本，就能夠為偏遠(yuǎn)地區(qū)的人提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

“登月計劃”與Google X

2013年6月15日，在經(jīng)過兩年的研發(fā)、測試后，Google在新西蘭基督城(Christchurch)正式揭開了“Google氣球”項目的神秘面紗。新西蘭總理約翰-基(John Key)也到場進(jìn)行了慶賀。在Google公布“Google氣球”項目時，在太平洋上空就漂浮著30個裝有天線的太陽能高壓氣球，它們剛剛為當(dāng)?shù)卮蠹s50個家庭提供了臨時上網(wǎng)服務(wù)。

未來，這個數(shù)字是否能夠擴(kuò)大至5萬？500萬？5億？甚至數(shù)十億呢？這是Google希望看到的，為了推動“Google氣球”項目的發(fā)展，該公司已經(jīng)將此項目加入到高風(fēng)險、高回報的“登月計劃”中。“登月計劃”由Google X部門負(fù)責(zé)，其包含的項目包括無人駕駛汽車、Google眼鏡等。

德瓦奧從麻省理工學(xué)院畢業(yè)時，博士論文就是與“記憶眼鏡”有關(guān)。后來，他加入蘋果公司，并參與了一系列秘密研究。2011年中，德瓦奧正式加盟Google，進(jìn)入Google X的“快速評估” (Rapid Evaluation)團(tuán)隊。

Google X的“快速評估”(Rapid Evaluation)團(tuán)隊，最主要的任務(wù)是對各種理念進(jìn)行分類，將可能成功的瘋狂創(chuàng)意與完全無法成功的瘋狂創(chuàng)意區(qū)分開來。據(jù)Google X實驗室負(fù)責(zé)人阿斯特羅-泰勒(Astro Teller)介紹，德瓦奧加入團(tuán)隊后，他給了一些等待評估的創(chuàng)意給德瓦奧，其中就包括了通過平流層空氣球提供無線上網(wǎng)服務(wù)的點子。

Google創(chuàng)始人拉里-佩奇（Larry Page)對這個創(chuàng)意也非常關(guān)注，并時常在會議中提起。泰勒非常清楚，只要是佩奇感興趣的項目，通常都能夠獲得資金的支持，所以他和眾多技術(shù)專家早在幾年前就開始思考?xì)馇蛲ㄓ嵓夹g(shù)的前景。

　　困難重重

項目還未開始，開發(fā)團(tuán)隊就遇到了一個難題：氣球受制于風(fēng)向的變化。如果想讓氣球固定在某個位置，就必須通過外力來對抗風(fēng)力，但這幾乎很難實現(xiàn)。洛克希德馬丁公司(Lockheed Martin)曾嘗試過利用太陽能飛艇實現(xiàn)這一設(shè)想，但在2011年的首次測試中，該公司研發(fā)的“高空長耐久力示范機(jī)” (High Altitude Long Endurance-Demonstrator)原型未能通過測試，最終被迫降落在賓夕法尼亞的一處叢林里。洛克希德馬丁公司此后就在也沒有進(jìn)行過類似的測試。

德瓦奧充分發(fā)揮了自己的想象力，最終找到了解決辦法。他決定放棄需要巨大能量抵抗風(fēng)力的巨型氣球，轉(zhuǎn)而采用體積更小，價格更低的氣象氣球。這種氣球最多能夠在高空停留40天，并且能夠環(huán)繞地球飛行。在團(tuán)隊討論時，德瓦奧談到了自己的想法：“為什么不能放飛一組氣球呢？這樣可以覆蓋整個地區(qū)。”

德瓦奧的設(shè)想中存在一個明顯的缺陷：這種氣球在展開長達(dá)數(shù)周的環(huán)球飛行時，將無法控制它的方向。方案討論時，有團(tuán)隊成員提出通過調(diào)整氣球的高度來利用風(fēng)流。德瓦奧說:“我們討論后認(rèn)為，可以通過控制氣球的升降，使它處在我們所期望的風(fēng)向區(qū)域中。在這里，我們只需分析過去和現(xiàn)在的海量風(fēng)流數(shù)據(jù)，就能從中找到規(guī)律。這些數(shù)據(jù)都可以從美國國家海洋和大氣管理局獲得。”

數(shù)據(jù)分析對Google來說并不是什么大問題，德瓦奧認(rèn)為，借助恰當(dāng)?shù)臍庀髮W(xué)知識、超強(qiáng)的模擬技術(shù)和龐大的計算資源，就可以讓氣球進(jìn)入理想的軌道。這與借助風(fēng)力航行的帆船進(jìn)入目標(biāo)港口一樣，都不需要任何動力燃料。

　　首次測試

2011年8月，德瓦奧開始了首次測試。他使用了非常廉價的乳膠“探空”氣球，但效果并不理想。這種氣球飛的越高，內(nèi)部填充的氣體和外部大氣間的氣壓差會不斷增大，最終導(dǎo)致氣球爆炸。最后，德瓦奧決定采用了表皮材料制作的、能夠抵御這種氣壓差的高壓氣球進(jìn)行實驗。此外，他還找到了幾個Google工程師幫忙，這些工程師曾在一次公關(guān)活動中，將一個綠色的Android吉祥物放飛至數(shù)千米的高空。

德瓦奧對這些工程師說：“你們能夠?qū)ndroid探空氣球放飛到數(shù)千米的高空，那么你們或許有辦法幫我把一臺帶有WiFi發(fā)射器的小型Linux電腦放飛到太空邊緣上去。”[!--empirenews.page--]

德瓦奧和幾位Google工程師將測試地點選在了加州中央山谷圣路易斯水庫旁的恐龍岬，他們首先給四個乳膠氣球充滿了氦氣，每個氣球中都搭載一個WiFi發(fā)射器，使其能夠與地面的接收器交換數(shù)據(jù)。

一切準(zhǔn)備就緒后，他們放飛了氣球。開始階段，氣球平穩(wěn)上升，隨后開始向東移動，速度非常塊。“我從沒認(rèn)真的想過這件事。”德瓦奧說。所有的發(fā)射裝置仍安放在地上，但氣球已經(jīng)飛到了幾英里之外，而它們很快就會遇到速度接近100英里/小時的氣流。

不得已，德瓦奧和其他幾人只能開著車追趕飄向遠(yuǎn)方的氣球。他們在車上安裝了兩根定向天線，其中一根與頻譜分析儀（用來探測信號強(qiáng)度）相連，另外一根與WiFi卡相連。“我們像瘋子一樣開車，就跟電影里風(fēng)暴追逐者一樣。”他說。

幸運的是，氣球往東飄了一段距離后，開始上升，德瓦奧也最終追上了它們。在汽車行駛了10英里（約16公里）后，他們收到了WiFi信號。測試成功了。

組建團(tuán)隊

在隨后的幾個月中，德瓦奧和團(tuán)隊成員又進(jìn)行了數(shù)次測試。德瓦奧開始熟悉氣球的飛行路線，有時甚至能提前在一個地點等待氣球的飛過。此外，德瓦奧還進(jìn)行了多個實驗，以了解當(dāng)距離地面基站最近的氣球能夠提供網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)時，其他幾個氣球之間是否能相互傳遞信號。

到2012年初，泰勒就已經(jīng)明白，“這個項目不會再被取消了。”這時Google開始考慮組建更大的團(tuán)隊、進(jìn)行更長距離的飛行測試，并思考如何改進(jìn)設(shè)計，從而這為真正的用戶提供寬帶服務(wù)。

由于德瓦奧更喜歡參與研發(fā)過程，而不愿領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊，Google最終決定讓麥克-卡西迪(Mike Cassidy)來負(fù)責(zé)該項目?？ㄎ鞯仙先魏?，除了招募常規(guī)無線網(wǎng)絡(luò)工程師、無線電專家和計算機(jī)科學(xué)家之外，還引入了一些其他行業(yè)的轉(zhuǎn)業(yè)人士。

卡西迪說：“我們并沒有多少航天工程師，而這個項目需要航天工程師的支持。另外，由于負(fù)責(zé)發(fā)射和回收氣球的團(tuán)隊經(jīng)常需要在路況復(fù)雜的道路上作業(yè)，我們還招聘了兩名退伍軍人。其中一個是前海軍特種兵，另外一個則是無人飛機(jī)駕駛員?？紤]到下一代氣球需要將特制的聚乙烯薄膜縫合到一起，我們還專門聘請了一些專業(yè)的裁縫來完成此項工作。”

為了使項目進(jìn)展更加順利，這些Google X部門的員工還與Raven Aerostar進(jìn)行了合作（美國國家航天局在近空間探測中就使用了該公司的氣球），雙方將共同想辦法解決氣球飛行持續(xù)時間、方向控制、能量消耗等問題。經(jīng)過多方驗證后，他們決定采用雙氣囊設(shè)計（一個填充氦氣，一個填充空氣），另外還配備了一套閥門控制系統(tǒng)，使其能夠利用極少的能量實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。“這比開發(fā)火箭還難。”德瓦奧感嘆說。

氣球回收

為了探測壓力、溫度等環(huán)境因素，氣球上會安裝許多傳感器，這使Google在測試過程中積累了大量的數(shù)據(jù)（目前版本可以傳輸189種數(shù)據(jù)），因此如何回收氣球也是Google X團(tuán)隊成員考慮的問題。

在這些升上天空的氣球中，Google都配備了降落傘，當(dāng)氣球遇到故障或者想要將氣球回收時，地面人員就能啟動一套放氣機(jī)制，同時打開氣球上的降落傘。在測試初期，大多數(shù)氣球都降落在農(nóng)場里。有時候，好奇的路人會比回收團(tuán)隊更早達(dá)到氣球降落地點，為了避免引起誤會，Google在氣球上用黑色字體寫明這是一次無害的科學(xué)實驗，并標(biāo)明了“保羅“（Paul）的電話，路人撥打這個電話提供氣球位置線索就能獲得獎勵。在大約200次測試中，總計只有2個氣球沒有被收回。其中一個是撿到氣球的人并未與Google聯(lián)系（Google通過GPS鎖定了氣球的位置，但因不想泄露項目秘密而放棄了）；另外一個則是在肯塔基州引發(fā)關(guān)注的閃光物體。該閃光物體在天空漂浮了11天，最后在加拿大境內(nèi)降落。

軟件系統(tǒng)

在測試氣球的過程中，Google X團(tuán)隊成員還開發(fā)了一套控制軟件，第一代版本被命名為“伏爾甘”（Vulcan）。隨著測試過程的深入進(jìn)行，“伏爾甘”最終被一套名為“任務(wù)控制(Mission Control)”的全能操作系統(tǒng)所取代。

卡西迪表示：“這是一套純粹的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，團(tuán)隊成員可以通過任何PC或平板電腦與系統(tǒng)想連。”與此前的軟件相比，‘任務(wù)控制’系統(tǒng)的優(yōu)點是：能夠分析美國國家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)（包括當(dāng)前狀態(tài)與歷史記錄）；可以利用Google的計算資源來規(guī)劃氣球飛行的理想路線；能夠?qū)馇蛞龑?dǎo)至正確的高度，并追蹤它們的‘神經(jīng)系統(tǒng)’和具體方位；在地圖上標(biāo)注每個氣球的狀態(tài)和位置；向當(dāng)?shù)乜展軉T發(fā)出信息，告知他們屏幕上閃爍的信號并不存在危害等。

連續(xù)飛行時間的困擾

盡管在測試過程中遭遇了諸多困難，但最難解決的還是如何讓氣球在高空連續(xù)飛行100天，甚至更長的時間。上世紀(jì)60年代末，一種名為“全球水平探測技術(shù)” (Global Horizontal Sounding Technique，簡稱GHOST)的氣象探測氣球曾創(chuàng)下了744天的連續(xù)飛行記錄，但此后再也沒有氣球能夠達(dá)到這一水準(zhǔn)。

NASA在今年2月份也放飛了一個測試氣球，但最長也只飛行了55天，而且該氣球的尺寸遠(yuǎn)大于Google的測試氣球。因此，當(dāng)Google宣布將定期以極低的成本實現(xiàn)兩倍的飛行時間時，一些業(yè)界人士就發(fā)出了嘲笑之聲。著名氣球駕駛者珀-林德斯特蘭德(Per Lindstrand)說：“這根本就不可能實現(xiàn)。隨便找一個懂科學(xué)的人都知道，要連續(xù)飛行3個星期都很少見了。”

但Google并不這想，他們認(rèn)為通過改進(jìn)技術(shù)能夠突破這個難題，比如采用高級的氣球材料、使用緊密的閥門輔助配件，采用能在低溫下將泄漏量降到最低程度的定制墊圈等。

精通氣球制作技術(shù)的Raven Aerostar副總裁朗-斯特羅斯切尼(Lon Stroschein)認(rèn)為，根據(jù)Google工程師提供的方法，確實有可能突破氣球飛行時間的限制。Google自己的氣球?qū)＜业?鮑溫（Dan Bowen）也對此充滿信心。他說：“Google在這個項目上的投入資源超過了任何一個團(tuán)隊，包括所有民間項目和政府項目都無法做到像Google一樣。我堅信我們能夠?qū)崿F(xiàn)自己制定的目標(biāo)，甚至還有可能超越這個目標(biāo)。”

Google氣球團(tuán)隊在新西蘭的成功，也讓Google X更加堅定了信心。隨著項目的不斷發(fā)展，Google X團(tuán)隊已經(jīng)準(zhǔn)備好在南緯40度線上，用300個氣球環(huán)繞在新西蘭、智利、阿根廷和澳大利亞上空，為這些國家偏遠(yuǎn)的地區(qū)提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?？ㄎ鞯险f：“如果這個項目取得成功，我們會繼續(xù)向北擴(kuò)張，將服務(wù)延伸至更多國家。”[!--empirenews.page--]

根據(jù)Google氣球團(tuán)隊的設(shè)想，他們未來會在全球安裝數(shù)千個氣球，并設(shè)定一些指定的回收點，然后每天由多個運營中心發(fā)送數(shù)十個替換的氣球?？ㄎ鞯险f：“我們意識到，全球還有數(shù)十億人無法上網(wǎng)。我們想幫助他們。”

“Google氣球”并不瘋狂

當(dāng)然，如果Google氣球項目取得成功，Google不僅能獲得社會的肯定，還能獲得極大的經(jīng)濟(jì)回報。但泰勒表示，Google X并不會受到嚴(yán)格的預(yù)算限制。他說：“如果你只把賺錢當(dāng)做目標(biāo)，那么就會失去積極性。整個Google人員都明白，只要你想辦法把世界變得更美好，錢自然會來找你。”

Google希望，在未來幾年通過Google氣球上網(wǎng)的人數(shù)能夠與通過光纖、電纜上網(wǎng)的人數(shù)一樣多。這聽起來似乎是一個瘋狂的想法。但當(dāng)Google氣球項目的新聞曝光后，這個大膽的項目并沒有遭到任何批評或嘲笑，反倒是得到了輿論和用戶者的一致稱贊。卡西迪說：“在計劃公布后的那個星期一，我一共收到了850封郵件，其中超過100封都表示這個項目‘令人鼓舞’。”

現(xiàn)在看來，Google氣球項目或許并沒有我們想象中那么瘋狂。