《连线》：揭秘谷歌气球网络项目背后故事

网易科技讯 8月14日消息，谷歌前段时间在新西兰发布了Loon气球网络项目，近期也在加州中央山谷展开了测试。《连线》杂志网站近日撰文讲述了该旨在让互联网带到地球各个角落的项目背后不为人知的故事。

以下为文章主要内容：

神秘物体

2012年10月16日，住在肯塔基州派克县的阿伦·艾普林（Allen Epling）宾客的孙女看到了天空中的一个闪亮物体。作为天文爱好者，艾普林马上取出他的双筒望远镜，并看到了漂浮在高空的一个微微发光的管状物体。他跟妻子和宾客一道盯着那个物体看了足足两个小时。“我认不出它是什么东西。”艾普林后来告诉当地记者。

还有很多其他的人也看到了该物体：肯塔基州警察收到了多个相关报告。几天后，阿巴拉契亚新闻速递（Appalachian News-Express）进行了一则题为“空中现神秘物体 引本地群众注目”的报道。地方电视台报道称，政府机构也不清楚是什么物体。报道也引起了CNN的关注。热衷于UFO消息的网站Ashtar Command Crew也提供了相关新闻的链接，作为外星人持续来访的表面证据。艾普林自己并没有马上作出那是外星物体的结论。但除了这个可能性之外，它又会是什么呢？

里奇·德沃尔（Rich DeVaul）知道答案。他坐在加州山景城的会议室里，一脸得意地在YouTube上观看其中一篇报道。那个神秘物体正是他的杰作，或者说至少是他的谷歌团队的杰作。派克县的群众见证了Loon气球网络项目的一项测试。谷歌想要实施该令人激动的具有雄心壮志的项目，利用成千上万个漂浮在6万英尺高空的太阳能高压气球，给无数无网可上的人带来互联网连接。

谷歌对于解决全世界的宽带问题十分着迷。高速网络就像是21世纪的电，全球很多地区——甚至包括部分美国地区——仍旧不能使用网络，正如当初还需要用煤气灯照明的地区；全世界只有大约27亿人能够上网。当然，让更多的人上网，也符合谷歌的战略利益，因为那样意味着点击谷歌网络广告的人也会增多。

Loon项目气球会成群漂浮，通过地面基站无线连接至互联网，气球形成链环相互传送信号。每一个气球都会充当覆盖地下半径约25英里的区域无线基站，利用变种Wi-Fi为配有谷歌专用天线的家庭提供宽带。这就是谷歌面向还无法上网的人的廉价网络服务。

过去几年，谷歌启动了多个网络试验项目。它在美国多个城市兴建高速网络，如堪萨斯城、德州奥斯汀、犹他州普罗沃。该公司也在游说将空白电视信号频段（white space）用于网络连接。不过这些项目要么造价高昂，要么就是在美国之外的区域难以实施。因此，在对低价网络服务的追求中，谷歌转向了一项令人惊奇的空中解决方案。

6月15日，经过两年的开发之后，谷歌在新西兰克莱斯特彻奇举行新闻发布会发布Loon项目。该公司在测试中放飞了30个配备天线的气球，为50个当地家庭短暂提供了网络连接。

Google X主管阿斯特罗·泰勒和Loon项目的首位负责人里奇·德沃尔手拿Loon的地面天线装置

这个数字会增长至5万个吗？还是5000万个？5亿个？数十亿个？那是谷歌的愿景。Loon项目的官方状态是“登月式项目”。很多的这类登月式项目都涉及计算方面的挑战，如无人驾驶汽车。但对于Loon，谷歌的成功则维系在其对有数百年历史但窍门仍没被充分掌握的气球操纵技术上面。该项目将需要以前所未有的精准度和持续性对气球进行操纵。为了追逐Loon项目，该以算法著称的公司必须好好探索科幻小说之父儒勒·凡尔纳（Jules Verne）笔下的空中冒险家菲利亚·霍治（Phileas Fogg）的世界。

概念评估

Google X也许是世界上唯一一家会在互联网气球操纵技术投入数亿美元的机构。该机构成立于2010年初期，旨在从事无人驾驶汽车、谷歌眼镜等疯狂项目。在苹果从事了一段时间的秘密研究之后，博士论文以“记忆眼镜”为题的麻省理工学院资深工程师德沃尔2011年加盟Google X。

德沃尔加入的是Google X的“快速评估”小团队，负责对各种概念进行分类，从“疯狂有可能行得通的点子”到“仅仅是疯狂的点子”。 Google X主管阿斯特罗·泰勒（Astro Teller）为德沃尔提供了一些评估任务，其中一个就是关于通过平流层气球提供无线网络连接的概念。谷歌CEO拉里·佩奇（Larry Page）曾提及该概念，泰勒知道研究联合创始人们最中意的概念有助于获得更多的研发资金。结果，包括德沃尔在内的多名技术专家数年来一直在对气球网络的前景进行思索。

气球网络存在一个重大问题：气球容易受风影响。如果你想要让气球维持飞行方向，那你就必须24小时没完没了地帮它们抵挡风势。而且气球相关的项目通常都不可行。美国航空航天公司洛克希德马丁近年曾尝试实施太阳能飞艇项目，但在2011年的首次测试当中，该公司的高空长航时飞艇验证艇未能到达目标高度，被迫放弃测试，降落在宾夕法尼亚州的森林里。它至今还没有再次测试的计划。

在开始思考一系列的潜在方案时，德沃尔想到了另外一个概念。相比需要大量能量来抵挡平流层大风维持在适当位置的巨型气球，他发现自己更喜欢使用更小更便宜的、可在空中漂浮40天或以上的气象气球的构想。“我当时在想，为什么不采用一大群这样的气球从而覆盖整片区域呢？那会有多疯狂呢？”德沃尔说道。

德沃尔的想法有一点明显的缺陷：在气球连续数周围绕地球飞行期间，操纵它们的飞向极其困难。但要是气球能够利用风流调整自己的高度呢？那你就可以控制它们的升降，让它们进入合适的飞行方向。关键就在于分析来自美国国家海洋与大气管理局以往跟现在的海量风流数据。而挖掘数据则恰恰是德沃尔的雇主尤其擅长的领域。德沃尔认为，有了合适的气象学技能、模拟技术和大量的计算，你就可以让气球像利用不断变化的风向到达合适港口的帆船那样环球飞行。跟帆船一样，它们也不需要燃料移动。

飞车测试网络

不过在德沃尔能够打造其气球舰队之前，他还需要确保基于气球的Wi-Fi网络的可行性。2011年8月，他进行了首次测试，使用的是一个廉价“探空”气球，气囊由橡胶乳制成，因而经受不起高海拔。（气球升的越高，空腔汽车和外部大气层的压力差就会越大；除非你使用非常坚韧的气囊，否则气球就会爆破。）德沃尔后来去找部分曾导演将Android绿色吉祥物送上数英里高空的公关秀的谷歌工程师寻求帮助。“如果你们能够通过一个探空气球将Android吉祥物送到太空边缘，那也许就能够帮助我将连有小Linux电脑和Wi-Fi无线电发射器的气球送上天空。”德沃尔跟他们说道。

该小组驾驶德沃尔的斯巴鲁Forester汽车到加州中央山谷圣路易斯水库旁的恐龙岬（Dinosaur Point）。他们用从焊接商买来的氦气给四个乳胶气球（在网上买的，每个约100美元）充满气。每一个气球都带有一个小小的用来跟地面接收器通讯的Wi-Fi发射器。然后，他们将它们放飞。

气球平稳上升，然后开始飞快地向东飞行。

“我那时还没有想通透。”德沃尔承认。在接近100公里的风的推动下，气球很快就遇到急流。德沃尔和团队的其他成员跳上装配有定向天线的Forester车子，往中央山谷的杳无人烟的道路狂奔。

所幸气球上升的时间跟往东边移动所花的时间一样，德沃尔的斯巴鲁顺利追上去了。跑了10英里之后，他们成功收到了信号。

在接下来的几个月里，该团队进行了更多的气球发射和汽车追逐。德沃尔也变得更加了解气球的走向了，更会赶在气球之前到达某个方向了。他们继续进行更多的测试，看看多个气球能否来回传送信号，直至最接近地面基站的气球与互联网源相连为止。

他们最后一次的这种测试发生在2011年年末。就在Forester由于连续高速行驶而出现故障不能行驶之时，汽车内的电脑能够通过另外两个气球获得互联网源的一个气球，连上网络打开网页。

幕后难题

是时候加大投注了：打造更庞大的团队、测试更多的飞行、改良设计和开始思考为人们提供宽带。相比管理，德沃尔对开发工作更有兴趣，因而谷歌任命了顶尖搜索主管迈克·卡斯蒂（Mike Cassidy）来领导该团队。

除了无线网络工程师、无线电专家、计算机科学家之外，Loon还包括一些不同寻常的专家，包括航空工程师、负责发射和取回降落气球的退伍军人、负责缝制专用聚乙烯薄膜的专业女裁缝师以及长期业余气球驾驶员、兼职顾问丹·鲍文（Dan Bowen）。

Google还与气球研究公司Raven Aerostar,达成了合作，共同解决常见的气球项目问题。“气球操纵比火箭还要难搞。”德沃尔说道。

在测试进行期间，该团队开发了控制软件。该软件可分析美国国家海洋和大气局（NOAA）的风力数据，利用谷歌强大的计算能力给出理想的飞行路线。它的功能还包括：引导气球到合适的高度，追踪它们的系统和位置，在地图上显示每个气球的进展和飞行轨迹，以及给当地空中交通指挥员发出安全提醒。

但在所有的测试当中，最困难的将会是实施持续100天或以上的气球飞行。1960年代末，一名为Ghost的气象探测气球连续飞行744天，创下了世界纪录，此后还没有人能够接近这一纪录。最为接近的是美国国家航空航天局（NASA）更大的气球，它今年2月持续飞行了55天。因而，谷歌的100天飞行计划遭到了人们的质疑，甚至被指“完全没有可能”。

然而，谷歌认为它已经找到了问题的解决方案，那就是实施工程上的改进，包括采用先进的气球材料、关阀辅助配件和可在最低温度下最大限度降低气体泄露的定制垫片。

新西兰测试

6月13日，新西兰的寒冬时节，在位于南岛总部地区的特卡波湖，天空万里无云。在一条空旷的沥青道路上，德沃尔在带着围观的人参观谷歌气球的发射台。

这是谷歌一系列测试中的第二次测试。两天前，120英里以外的小镇利斯顿成功连接上Loon气球，且能够迅速访问谷歌主页。

是时候进行发射了。一个看似工业时代制品的机器开始给气囊充满氦气，之后透明塑胶气球开始膨胀立起来，迅速从腰高位置升至20英尺左右，它也逐渐形成普通气球形状。

飞行工程师开始进行倒数。数到零的时候，一名戴着牛仔帽的谷歌员工开始释放气球，成群气球马上飞向天空，飞行迅速而平稳，很快就难以辨认清楚。

我们当中的一些人挤进直升飞机，飞行速度要超过飞向海岸的气球。我们的目的地是55英里之外的名为杰拉尔丁的小镇。我们最后在农民海登·麦肯齐（Hayden Mackenzie）所有的陆地上降落。

他跟妻子安娜前一天晚上才被邀请参与Loon测试，谷歌在他们家的屋顶装了专用天线后并没有告知他们详情。

安娜带我们进去她的屋子，她的小婴儿在里面睡觉。之后她打开一台款色较旧的惠普笔记本，打开浏览器之后便看到网页加载呈现。她连上网络了！她接着登陆本地承包商商务网站，浏览农业机械图片。网速比3G网络好一点点，不过谷歌承诺未来的升级服务会提供更快的网速。重点在于确实能连上网，我也拿出我的iPhone连接Wi-Fi网络确认了一下，确实能够浏览邮件。

Loon团队再一次让Google X找不到关闭它的理由。随着它的公开，它将准备加速发展。谷歌的下一个重大计划将会是在新西兰、智利、阿根廷和澳大利亚的南纬40度线打造由300个气球组成的环形网络。如果该项目取得成功，“我们就会向北方在更多同意的国家进行扩张。”（皓慧）