Стратостаты Google и беспилотники Facebook: гонка за прогресс

Высоко в небе скоро может стать тесно, если планы Facebook и Google будут воплощены в жизнь.

Обе компании соревнуются в разработке способов получения интернет-сигнала при помощи летательных аппаратов, совершающих полеты в стратосфере, то есть в два раза выше, чем обычные самолеты, передает BBC.

Facebook намерен создать беспилотники, которые будут передавать сигналы на землю при помощи лазерных лучей.

Google также разрабатывает проект, связанный с использованием беспилотников, но пока никаких подробностей об этом не сообщает.

При этом компания с готовностью сообщает о своих попытках запустить в небо множество стратостатов, которые летали бы вокруг земного шара и обеспечивали устойчивые каналы передачи данных, особенно в труднодоступных районах.

Кому-то эти планы могут показаться чем-то из области научной фантастики.

Однако разработчики проектов в обеих компаниях заявили в интервью Би-би-си, что убеждены в своей способности подключить к интернету 57% населения Земли, у которых до сих пор нет доступа во всемирную сеть.

Легкий гигант

Из двух проектов, Facebook, судя по всему, находится на более ранних стадиях разработки.

"Мы еще не летали, это следующий шаг", - признает Джей Парих, глава проектно-конструкторского отдела компании. Однако добавляет, что первый беспилотник Aquila 1 может быть испытан уже к концу этого года.

"Только не говорите Марку, что я это сказал, - спешит оговориться специалист, имея в виду главу Facebook Марка Цукерберга. - Я пытаюсь охлаждать его пыл".

Беспилотник называется Aquila 1. Он был недавно построен в английском графстве Сомерсет, а затем доставлен на секретный испытательный полигон.

Его размах крыльев больше, чем у Boeing-737, а выглядит летательный аппарат совсем по-другому, так как на борту не предусмотрены ни пилот, ни пассажиры.

Гладкая гигантская конструкция с четырьмя пропеллерами сделана из тонкого слоя легких пластиковых материалов, покрытых углеводородным волокном.

"Ширина этой конструкции 43 метра, но весит он меньше, чем Toyota Prius", - говорит Джей Парих.

"Структура и жесткость дрона зависят от углеводородного волокна, из которого сделано крыло, куда встроено оборудование для передачи сигнала, и сверху которого расположены солнечные батареи", - объясняет эксперт.

Задача заключается в том, чтобы построить парк дронов с прикрепленными в нижней части радиопередатчиками, которые будут передавать сигнал на Землю в радиусе 160 километров. А специальные терминалы будут преобразовывать сигнал в интернет-связь.

Не растерять скорость

Facebook планирует, что беспилотнитки будут оставаться в воздухе по три месяца.

Одно это уже стало бы огромным достижением. На сегодняшний день пребывание летательных аппаратов в стратосфере ограничивается двумя неделями.

Наиболее сложная задача проекта заключается в том, чтобы в работе целой сети таких дронов, где каждый беспилотник будет промежуточным звеном для передачи сигнала, быстрый интернет не терял бы скорости на всем протяжении цепи, длина которой может достигать 300 километров от точки получения сигнала.

Для поддержания высоких скоростей передачи данных Facebook планирует использовать лазерные лучи на значительные расстояния в качестве связующего звена между летательными аппаратами.

"В качестве аналогии представьте, что я взял монету в 10 центов (диаметром 18 миллиметров) и ушел на расстояние в 18 километров, а вы, держа в руках лазер, должны были бы попасть в эту монету", - объясняет Парих.

"Кроме того, цель постоянно движется. Мы должны направлять сигнал с одного конца на другой, в то время как оба они движутся. Это ужасно сложно", - добавляет он.

Facebook уже протестировал систему в своей калифорнийской лаборатории, но повторить это на высоте в 27 километров - задача не из легких.

Поймать ветер

Проект Google по запуску стратостатов получил название Loon и проходит испытания с июня 2013 года.

"На данный момент мы уже отправлял в небо почти тысячу шаров, - говорит вице-президент проекта Loon Майк Кассиди. - Мы пролетели вокруг Земли около 20 миллионов километров, а один из наших аппаратов обогнул земной шар 19 раз".

Стратостаты - гигантские воздушные шары - движутся благодаря воздушным потокам, обычно вдоль восточных или западных широт.

Google контролирует шары, увеличивая или уменьшая количества гелия в емкостях, прикрепленных к внешней пластиковой поверхности шара. Это позволяет ему подниматься или опускаться на нужную высоту, где он "ловит ветер" и летит в нужном направлении.

Воздушные шары не стационарны, поэтому Google пытается хочет создать циклическую последовательность: как только один шар выходит из зоны охвата антенны на Земле, его место занимает другой. Таким образом обеспечивается постоянное подсоединение к интернету.

Изначально Google не удавалось продержать свои стратостаты в воздухе больше недели, однако сейчас они стабильно остаются в воздухе по 150 дней.

"Если в шаре возникнет всего лишь миллиметровая дырка, то он опустится на Землю в течение нескольких дней, - говорит Майк Кассиди. - Необходимо уделять пристальное внимание каждой стадии производства: от упаковки до перевозки и запуска".

Лазерные лучи и радиоволны

Для передачи информации Google полагается не на лазерные лучи, а на радиочастоты.

Оборудование, прикрепленное к воздушному судну, устанавливает связь с находящейся в зоне охвата станцией на Земле, а затем через нее "раздает" сигнал на все антенны в определенном радиусе. Этот сигнал, в свою очередь, распространяется на персональные компьютеры и другие устройства пользователей.

На данный момент шары Loon способны покрывать зону диаметром в 80 километров.

Они также могут посылать сигналы друг другу в случае, если по близости не окажется наземной станции, с которой можно было бы законтачить.

Google утверждает, что применяемые им радиотехнологии более испытаны и стоят дешевле

Инженеры Google говорят, что им удалось установить связь между двумя шарами, находившимися более чем в 100 километрах друг от друга, и обеспечить передачу данных со скоростью 500 мегабайтов в секунду.

Однако это не идет ни в какое сравнение с десятками и даже сотнями гигабайтов в секунду, которые, как считает Facebook, могут передавать его лазеры.

"Радиотехнологии гораздо более развиты, чем Атмосферные оптические линии связи (АОЛС), - отвечает на это специалист Google Майк Кассиди. - Они практикуются гораздо дольше, их компоненты значительно дешевле. Но мы, конечно, рассмотрим любые технологии, которые обеспечат хороший результат".

Опасность

По мере развития обоих проектов и при том, что в небо поднимаются все больше различных летательных аппаратов, неумолимо растет и вероятность аварий.

Aquila 1 может быть и весит меньше, чем автомобиль, но вряд ли кто-то захочет, чтобы он на полной скорости несся навстречу пассажирскому самолету.

Однако специалист Facebook Джэй Парих считает, что непосредственной опасности нет.

"Эта штука пока не сертифицирована, чтобы летать у нас над головой, - говорит он. - Нам сначала надо будет налетать тысячи или десятки тысяч часов, самим выводить аппарат из строя, чтобы понять, как он будет себя вести в экстремальных ситуациях, при холодной температуре воздуха и так далее", - говорит он.

Однако стратостаты Google уже летают.

Более того, компания надеется вскоре начать предоставлять доступ к интернету в таких странах, как Индонезия и Шри-Ланка.

"Мы разместили транспондеры на всех наших воздушных шарах, хотя это не требуется, - говорит Майк Кассиди. - Соответственно, авиадиспетчеры всегда могут определить, где находятся шары - так же, как и с самолетами".

При этом он признает, что неожиданности случаются.

"Некоторые из наших шаров спустились на Землю раньше, чем мы ожидали. Но в каждом таком случае мы направили их в район, где приземление было более безопасным, и мы координировали их спуск с авиадиспетчерами", - рассказывает Кассиди.

Искусственный интеллект?

Если допустить, что угрожающих жизни коллизий можно будет избежать, то, по словам экспертов, оба эти проекта можно считать весьма перспективными хотя бы потому, что они значительно дешевле запуска дополнительных коммуникационных спутников или других существующих альтернатив.

"Они говорят, что намерены сотрудничать с уже существующими провайдерами, что дает основания полагать, что речь не идет о проектах а-ля дикий Запад", - говорит Уильям Хан из консалтинговой компании Gartner.

"Да, сейчас в разных областях появляется все больше новых вариантов: например, спутники запускаются на более низкую орбиту, падает цена оптического волокна. Но на свете все еще есть огромное число людей, к которым сложно добраться, сложно предложить услуги. Поэтому, как минимум, в среднесрочной перспективе эти проекты могут помочь решить проблему", - говорит Хан.

Но остается еще один важный вопрос – как понять, где лучше всего применить эти технологии?

Никто не думает, что беспилотники или стратостаты смогут обеспечить доступ к интернету по всему земному шару.

Но в настоящий момент даже при очень хорошем интернете, например, цифровые карты "ломаются", если вы слишком увеличиваете масштаб.

Facebook убужден, что его команда, проводящая исследования в области искусственного интеллекта, сможет решить эту проблему.

"У нашей команды огромный опыт в том, что касается распознавания изображений", - говорит Джей Парих.

"Мы адаптировали эту технологию таким образом, чтобы по спутниковой фотографии высокого разрешения определять, что из себя представляет среда обитания людей [в данном квадрате]. Например, вот это здание, а это - дом, это шалаш, это поезд, это автомобиль, и так далее. Мы теперь лучше понимаем, где именно находятся люди", - объясняет специалист.

Данных по поводу этой технологии Facebook пока не обнародовал.

И пока во многом, что связано с этими проектами, приходится просто верить на слово представителям обеих компаний.

Но и Google, и Facebook финансово крайне заинтересованы в том, чтобы как можно больше людей получили доступ к интернету, и они готовы вкладывать деньги в эти проекты.

"Наша философия – постоянно все тестировать", - говорит Майк Кассиди из Google.

"Если вы решите провести год или два, занимаясь планированием и разработкой, а затем провести один масштабный тест, то он может и не сработать. Мы предпочитаем все многократно проверять. С инженерной точки зрения, это самый быстрый способ разработать функциональную систему", - подводит итог Кассиди.