Cómo funciona Google Loon

Google, famoso por sus muchos esfuerzos de alta tecnología, tiene varios proyectos en proceso para llevar la conectividad de Internet de alta velocidad a las masas. Su proyecto de Google Fiber tiene como objetivo proporcionar un servicio Gigabit, mucho más rápido que las velocidades de conexión a las que estamos acostumbrados, utilizando fibra óptica, y tiene pilotos de ese programa en varias áreas de los EE. UU. Pero la empresa tiene otro proyecto destinado a llevar Internet básico de alta velocidad a áreas que no lo tienen. Y el proyecto utiliza algo que consideramos de baja tecnología: ¡globos!

El proyecto se llama apropiadamente Project Loon, en parte porque involucra globos y en parte porque suena loco. El plan de Google es crear redes inalámbricas a través de globos cargados de equipos que flotan en la estratosfera, muy por encima de las nubes. Los globos se comunican entre sí y con equipos de redes terrestres y dispositivos móviles para conectar a las personas en tierra.

Project Loon surgió de los laboratorios de Google X, el equipo conocido por otros proyectos que suenan locos como autos sin conductor, Google Glass y lentes de contacto con componentes informáticos. Pero por extraño que pueda parecer Project Loon, ha habido pruebas exitosas y prometedoras del programa.

1. Globos de Google Loon
2. Equipo electrónico de Google Loon
3. Google Loon en el trabajo
4. Proyecto Loon hasta ahora
5. Beneficios potenciales de Google Loon

Los globos de Project Loon no son los típicos globos de fiesta, a los que no les iría bien en las condiciones extremas a gran altura. Los globos de fiesta tampoco podrían llevar mucho equipo. El equipo de Google Loon ha desarrollado algo más parecido a un globo meteorológico, diseñado para soportar condiciones atmosféricas difíciles como diferencias de presión, vientos fuertes, exposición a los rayos UV y temperaturas extremas, que a menudo están muy por debajo del punto de congelación en altitudes más altas. Eso significa que pueden permanecer en el aire mucho más tiempo que cualquier globo desarrollado anteriormente. Los diversos modelos de globos han recibido el apodo de aves, incluidos Falcon, Ibis, Grackle y, más recientemente, NightHawk.

Los globos están hechos de plástico de polietileno con el grosor de una bolsa de sándwich. Cada globo inflado (la parte denominada "envoltura" del globo) tiene aproximadamente 50 pies de ancho por 40 pies de alto (15 metros de ancho por 12 metros de alto), con aproximadamente 5,381 pies (500 metros cuadrados) de superficie. Su tamaño requiere trabajar en ellos en hangares gigantes, como el espacio alquilado de Google en el aeródromo federal Moffett en California.

Los globos tienen dos cámaras (una especie de globo dentro de un globo), la interior llena de aire y la exterior con helio. Se pueden usar válvulas y un ventilador en la parte inferior del globo para bombear aire hacia adentro o hacia afuera. Agregar aire al globo interior aumenta la masa y hace que el globo baje, y liberar aire hace que suba.

Muchos de los globos anteriores del proyecto explotaron o no permanecieron en el aire por mucho tiempo. El equipo ha hecho todo lo posible para analizar problemas y realizar mejoras. Google reclutó a expertos en globos aerostáticos, aeroespacial, textiles y otras disciplinas para saber por qué estaban fallando, y contrató a ex militares para recuperar globos caídos (que a veces caían en lugares difíciles de alcanzar).

Algunas de las pruebas se han llevado a cabo en condiciones extremas como las que los globos podrían enfrentar en la atmósfera. En un momento, las temperaturas cayeron fortuitamente a temperaturas bajo cero en Dakota del Sur, una de las ubicaciones de fabricación de globos. Se realizaron pruebas más recientes en el Laboratorio Climático McKinley en la Base de la Fuerza Aérea Eglin en Florida, lo que les permitió someter los globos a condiciones climáticas extremas, como vientos fuertes y temperaturas bajo cero, en un entorno de laboratorio controlado.

Se descubrió que muchas de las fallas fueron causadas por pequeñas fugas que eran difíciles de detectar. Incluso el agujero más pequeño del tamaño de un alfiler reduciría enormemente el tiempo de un globo en el aire. Debido a los hallazgos, las costuras se reforzaron y se implementaron protocolos de manejo de globos más cuidadosos, incluidos los miembros del equipo que solo caminaban sobre ellos con calcetines peludos muy suaves.

Además de mejorar la viabilidad de su propio proyecto, los esfuerzos de Google han proporcionado avances en su expansión. Debido a las mejoras de diseño, sus globos ahora permanecen a flote alrededor de 100 días. Uno incluso permaneció un récord de 187 días y dio la vuelta al planeta nueve veces [fuente: Raven Aerostar ]. Estos son tiempos de vuelo nunca antes conocidos y que algunos expertos consideran imposibles.

El equipo de Loon también ha mejorado mucho el proceso de implementación desde el inicio del proyecto. Una tripulación solía tener que colocar los globos sobre lonas y desenvolverlos e inflarlos parcialmente antes del lanzamiento, y solo podían lanzarse con vientos de 6 millas (9,7 kilómetros) por hora o menos. Pero Google ha desarrollado Autolauncher (llamado internamente Bird House), un hangar portátil de 50 pies (15,2 metros) de altura con una grúa automatizada para estirar y llenar los globos. Ahora se pueden lanzar con vientos de 15 millas (24 kilómetros) por hora, y el trabajo que solía tomar 14 personas y 45 minutos ahora toma 4 personas y 15 minutos. Estas mejoras hacen que sea más factible mantener suficientes globos a flote para formar una red [fuentes: Metz , Stone ].

Google, por supuesto, no está enviando globos solo. Cada globo tiene una caja metálica de equipo electrónico que cuelga de la parte inferior a través de un cable con paneles solares adjuntos para la alimentación.

Cada panel solar es un conjunto de células solares monocristalinas encerradas en plástico laminado y sostenidas en un marco de aluminio que mide aproximadamente 5 pies por 5 pies (1,5 metros por 1,5 metros) de ancho. Dos de estos paneles están montados mirando hacia afuera uno del otro en ángulos agudos para captar la luz del sol que pueden mientras giran los globos. Generan alrededor de 100 vatios de potencia en unas pocas horas de pleno día, que se almacena en baterías para que el equipo siga funcionando en la oscuridad.

La carga útil electrónica incluye equipos informáticos para controlar todo, baterías de iones de litio recargables para almacenar la energía acumulada por el sol, unidades GPS para rastrear la ubicación de los globos, docenas de sensores para que Google pueda monitorear las condiciones atmosféricas y equipos de radio para la comunicación inalámbrica con otros globos y con redes terrestres. El equipo de radio incluye una estación base eNodeB LTE de amplia cobertura, un enlace direccional de alta velocidad y una radio de respaldo.

Según Google, la conectividad proporcionada por cada globo debería cubrir un área de aproximadamente 25 millas (40 kilómetros) de diámetro en el suelo, con cientos de personas potencialmente capaces de conectarse a un globo al mismo tiempo. El equipo de Loon también ha aumentado la velocidad de datos 10 veces desde el inicio del proyecto [fuente: Google ]. Esperan que la cobertura esté a la par con las velocidades típicas de la red LTE 4G. El líder del Proyecto Loon, Mike Cassidy, ha declarado que sus redes de globos podrían cubrir hasta 5,000 kilómetros cuadrados (1,931 millas cuadradas) en el suelo y brindar servicio a 15 megabits por segundo en un teléfono, o 40 megabits por segundo en un MiFi. dispositivo [fuente: Verge ].

La primera capa de la atmósfera de la Tierra es la troposfera, donde vivimos y donde ocurre la mayor parte del tiempo. Los globos flotarán en la siguiente capa, llamada estratosfera. El extremo inferior de la estratosfera comienza entre 4 y 12 millas (6 y 20 kilómetros) por encima de la superficie del planeta (más bajo en los polos y más alto en el ecuador), y la estratosfera superior termina a unas 31 millas (50 kilómetros) por encima. la tierra . Los globos Loon flotarán entre 11 y 17 millas (18 y 27 kilómetros) de altura, aproximadamente el doble que las rutas de la aviación comercial.

En la estratosfera, hay poco vapor de agua, muy pocas nubes y no hay clima del que hablar. También es más frío hacia la parte inferior y más caliente hacia la parte superior, lo que evita que los gases se eleven, creando una situación en la que hay capas relativamente estables a diferentes altitudes. En estas capas, el viento sopla en diferentes direcciones y velocidades de formas predecibles.

Google ha estado analizando datos históricos relacionados con el viento y pronósticos futuros en curso de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) para desarrollar algoritmos que puedan predecir y simular patrones de viento para ayudar con la navegación en globo. Los globos se dirigirán ajustando la proporción de helio a aire para subirlos o bajarlos al nivel estratosférico donde el viento sopla en la dirección que Google necesita que vayan. Estarán haciendo autostop en el viento, haciéndolos tanto solares como eólicos en cierto sentido.

Google ha desarrollado un sistema de operaciones al que llaman Mission Control para monitorear, rastrear y dirigir constantemente los globos, e incluso alertar a los controladores de tráfico aéreo cercanos de su presencia cuando ascienden a la estratosfera o descienden a tierra. Su software de navegación se ha mejorado con el tiempo, desde enviar comandos solo una vez al día hasta cada 15 minutos. Mission Control puede volver a calcular las rutas de vuelo del globo cada minuto. El equipo de Loon también ha mejorado su capacidad para dirigir los globos a ubicaciones específicas, desde unos pocos cientos de metros inicialmente hasta unos cientos de kilómetros ahora mucho más precisos. La navegación debe automatizarse tanto como sea posible para permitir el control de miles de globos a la vez para evitar que las redes se rompan.pero todavía habrá personas que utilicen el software Mission Control para vigilar y controlar las cosas manualmente, si es necesario.

Google puede devolver los globos al suelo para su recuperación liberando gas del sobre. El gas también puede ventilarse automáticamente si el globo está en peligro de estallar. Un paracaídas se desplegará automáticamente si el globo cae demasiado rápido. Google planea recuperar los globos y el equipo siempre que sea posible para reutilizar o reciclar los componentes.

El equipo de red LTE adjunto a los globos funcionará en los espectros celulares de las compañías telefónicas existentes y permitirá que los globos se comuniquen directamente con teléfonos celulares y torres en el suelo, eliminando la necesidad de instalar antenas terrestres especiales. Google formará asociaciones con empresas de telefonía móvil locales para que las personas puedan conectarse a través de dispositivos móviles habilitados para LTE. Se necesitarán tarjetas SIM especiales de Loon para conectarse a la red.

Las pruebas preliminares, denominadas pruebas Icarus, comenzaron en agosto de 2011. El líder del proyecto, Rich DeVaul, y su equipo lanzaron cuatro globos de látex que transportaban equipos informáticos Linux y un enrutador WiFi desde el embalse de San Luis en California. Los siguieron en un vehículo equipado con antenas, una tarjeta WiFi y un analizador de espectro para probar la señal. Siguieron otras pruebas similares hasta que finalmente pudieron pasar una señal de un globo a otro y obtener una conexión a Internet en el automóvil. Según los informes, el equipo estaba en un refrigerador de espuma de poliestireno para algunas de las primeras pruebas.

En 2012, el nombre del equipo se cambió a Dédalo (el padre de Ícaro). DeVaul se convirtió en Arquitecto Técnico Jefe porque prefería trabajar en los aspectos técnicos, y Mike Cassidy asumió el cargo de líder del proyecto. Contrataron ingenieros aeroespaciales, ingenieros de redes, especialistas en mapeo, especialistas en energía, al menos un aeronáutico, veterinarios militares y expertos en textiles (incluidas costureras) para diseñar, probar y coser los globos. En 2012, comenzaron a trabajar con la empresa Raven Aerostar, que fabrica globos para la NASA, entre otros, para ayudar a perfeccionar los globos.

Para aumentar las posibilidades de recuperación del equipo, el equipo de prueba tenía las palabras "experimento científico inofensivo" estampadas con un número para pedir una recompensa (pero sin mencionar a Google, ya que todavía era un proyecto secreto en ese momento). En octubre de 2012, uno de los globos de prueba aparentemente provocó algunos informes de avistamientos de ovnis en Kentucky y finalmente flotó a Canadá, donde se perdió.

Las primeras pruebas piloto oficiales ocurrieron en junio de 2013, con treinta globos lanzados desde el área de Christchurch de Nueva Zelanda. Fueron unos 25 kilómetros (15,5 millas) de altura y cada uno transportaba alrededor de 22 libras de equipo que se comunicaba de forma inalámbrica con antenas terrestres de bulbo especiales preinstaladas. Hubo alrededor de 50 probadores en total, entre ellos la familia Nimmo y la familia MacKenzie, que fueron de las primeras personas en conectarse a Internet a través de una red de globos. Los probadores se conectaban a velocidades 3G.

Se han realizado más pruebas en el Valle Central de California, Australia, Chile y Brasil, entre otros lugares. En junio de 2014, Linoca Gayoso Castelo Branco, una escuela en Brasil, pudo conectarse a Internet por primera vez utilizando globos equipados con radio LTE de Project Loon junto con una antena terrestre en el techo de la escuela [fuentes: Levy , Simonita ]. El siguiente paso para Google es colocar cientos de globos en un anillo alrededor del planeta para probar el servicio continuo en áreas del hemisferio sur. La compañía tiene algunos problemas para obtener permisos de sobrevuelo en muchos lugares, por lo que está probando en gran medida en el hemisferio sur, donde no hay tantos obstáculos de esa naturaleza [fuente: Verge ].

En julio de 2015, se anunció que Google se está asociando con el país de Sri Lanka para proporcionar a todo el país de 25,000 millas cuadradas (64,750 kilómetros cuadrados) y alrededor de 22 millones de personas (la mayoría de las cuales no están actualmente en línea) con acceso a Internet a través de globos del proyecto Loon, posiblemente por principios de 2016 [fuentes: Gershgorn , Lavars , Yahoo ].

Uno de los globos de Loon se estrelló contra una palmera en un patio residencial en un suburbio de Los Ángeles, California en septiembre de 2015, no muy lejos de su lugar de aterrizaje previsto [fuente: Collman ]. Nadie resultó herido en el incidente menor.

Hay muchos lugares donde el servicio de Internet es insatisfactorio o inexistente, o donde mucha gente simplemente no puede pagar lo que está disponible. En 2011, cuando comenzó el Proyecto Loon, la Unión Internacional de Telecomunicaciones informa que había 2.200 millones de personas en Internet. En 2015, ese número ha aumentado a aproximadamente 3.200 millones [fuentes: Davidson , UIT ]. A pesar del fuerte aumento, esto todavía deja a alrededor de 4 mil millones de personas sin acceso a Internet.

Incluso algunas personas con acceso no tienen banda ancha de alta velocidad ininterrumpida y de calidad. La conectividad desde el cielo puede brindar servicio en áreas que normalmente tienen problemas, como terrenos montañosos, así como lugares a los que la infraestructura de Internet no ha llegado por completo. Las redes de globos deberían ser mucho más fáciles y baratas de desencadenar en lugares remotos, incluso en países en desarrollo, que tender cables y colocar torres de telefonía celular y otros equipos costosos, o utilizar satélites de comunicaciones extremadamente costosos . Las redes de globos de Google también podrían usarse en emergencias, por ejemplo, para restablecer el servicio de Internet rápidamente después de que un desastre natural haya dañado el equipo terrestre.

Los operadores de telefonía celular han mostrado interés en alquilar el acceso a las redes de Google Loon. Esto podría permitirles llegar a nuevos clientes y brindar un mejor servicio a velocidades más rápidas en las áreas que ya cubren. No será gratis, pero existe la esperanza de que algunos de los ahorros de costos se transfieran a los clientes en forma de precios más bajos. Google ya se ha asociado con Vodafone en Nueva Zelanda, Telstra en Australia y Vivo y Telebras en Brasil para realizar pruebas.

Project Loon podría ser una verdadera bendición para la sociedad, en una época en la que estar conectado con el resto del mundo tiene enormes beneficios. Hacer que todos en el planeta estén en línea también proporcionaría beneficios a Google, que depende en gran medida de los ingresos de los anuncios y servicios en línea. Y nuevamente, la empresa recibiría pagos por el acceso a las redes de Loon.

En 2014, Google compró otra compañía de drones a gran altitud con energía solar (supuestamente de debajo de Facebook) llamada Titan Aerospace para ayudar con varios de sus proyectos, incluido el Proyecto Loon y la cartografía, y compraron la compañía de satélites Skybox Imaging e invirtieron en una compañía de vuelos espaciales. SpaceX. SpaceX está buscando permiso para lanzar miles de pequeños satélites en órbita baja para proporcionar Internet de alta velocidad al mundo.

Google no es la única empresa que intenta hacer llegar Internet a las personas a través del cielo. Facebook inició su Laboratorio de Conectividad con el propósito de llevar Internet a bajo costo a más personas en todo el mundo utilizando tecnologías como satélites y drones. Compraron una empresa de drones a gran altitud con energía solar llamada Ascenta en 2014 y contrataron expertos en tecnología de lugares como la NASA.

Poder conectarse a Internet brinda a las personas acceso a todos los recursos que ofrece la World Wide Web, desde la comunicación hasta la educación y las oportunidades comerciales. Cualquier número de empresas puede obtener información vital y nuevas fuentes de materiales y productos. Las personas en áreas con pocos o ningún personal sanitario podrían recibir atención médica virtual. Los profesores y los estudiantes pueden obtener acceso instantáneo a materiales complementarios para el aula, y las personas que no tienen acceso a las escuelas pueden leer libros de texto o tomar clases en línea. Los jóvenes científicos e inventores del futuro pueden encontrar ideas, recursos y posiblemente incluso colaboradores en línea.

El acceso puede mejorar la economía de un área. Según el líder del proyecto de Google Loon, Mike Cassidy, aumentar la penetración de Internet de un país en un 10 por ciento da como resultado un aumento de aproximadamente el 1,4 por ciento en el PIB por año [fuente: Valve ].

Google espera que Project Loon brinde servicios comerciales a fines de 2016.

Nota del autor: cómo funciona Google Loon

El acceso a Internet es de vital importancia en estos días, no solo para hacernos la vida más fácil, sino para acceder a servicios vitales y, en general, encajar en la sociedad. Cada vez más nos comunicamos en línea y hacemos otras cosas mundanas como leer las noticias, verificar el clima, pagar facturas y consumir entretenimiento. También podemos obtener educación (tanto fuera como dentro de los currículos escolares) para ayudarnos a mejorar nuestras perspectivas y buscar trabajos fuera del área cubierta por nuestros periódicos locales y departamentos laborales. No tener acceso a Internet lo pone en desventaja, por lo que me alegro de que haya personas que busquen extender su alcance a aquellos que hasta ahora se han quedado fuera. Y el hecho de que parte del servicio pueda ser proporcionado por globos hace que suene aún más divertido.

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