معرفی پروژه لون

مقدمه 

حرکت بالون‌ها با استفاده از تنظیم ارتفاعشان انجام می‌شود. بدین صورت که بالن با کمک داده‌های سازمان ملی اقیانوسی و جوی در یک لایه باد با سرعت مورد نظر قرار می‌گیرد. کاربرانی که می‌خواهند به شبکه بالون متصل شوند از آنتنی که روی ساختمان‌هایشان نصب می‌شود استفاده می‌کنند. سیگنال‌ها بین بالون‌ها دست به دست می‌شوند تا اینکه نهایتاً به یک ایستگاه زمینی که متصل به رساننده خدمات اینترنتی است می‌رسند و به اینترنت جهانی راه می‌یابند. یکی از اهداف دیگر این پروژه بهبود ارتباطات در زمان بلایای طبیعی تعریف شده است. از چهره‌های شاخص پروژه می‌توان به ریچ دوال به عنوان معمار ارشد فنی که متخصص فناوری‌های پوشیدنی نیز می‌باشد، مایک کسیدی به عنوان یک رهبر پروژه و کوروش بهروزی هدایت‌کننده شبکه و مخابرات نام برد.
این طرح در نیوزیلند، استرالیا و نقاط دورافتاده کالیفرنیا و برزیل آزمایش شده اما وسعت جغرافیایی و گستردگی جزایر زلاندنو به مرحله جدید این طرح اهمیت بیشتری داده است. گوگل اکنون از 30 بالون در هوا و 50 آزمایش کننده بر روی زمین برای آزمایش و پیاده سازی این پروژه در زلاند نو استفاده می‌کند. هر‌کدام از آزمایش کننده‌ها، از یک آنتن ویژه برای دریافت سیگنال از این بالون‌ها استفاده می‌کنند. هر بالون نیز می‌تواند منطقه‌ای به وسعت 20 کیلومتر مربع را تحت پوشش قرار دهد.
نحوه‌ی کار این پروژه
۱. بالون
بالون‌های این پروژه یک محفظه‌ی مقاوم در برابر فشار هستند، به این معنی که در دماهای مختلف فشار ثابتی را خواهد داشت. همچنین می توانند گازهایی را برای از بین بردن فشار از خود خارج نمایند و دارای یک چتر نجات در بالا، برای فرود آرام به زمین در صورت نیاز می باشند. این بالون‌ها از ورق‌های سه میلی متری پلی اتیلین ساخته شده‌اند. برای راه اندازی اولیه، بالون‌ها از گاز هلیوم پر شده و تا زمان رسیدن به لایه‌ی استراتوسفر، به اندازه‌ی طبیعی خود دست خواهد یافت. بالون‌ها ۱۲ متر ارتفاع، ۱۵ متر قطر داشته و تا ۴۷.۲۲ درجه‌ی سانتی گراد مقاومت دارند و تا ۱۰۰ روز یا بیشتر می‌توانند در استراتوسفر شناور بمانند؛ پس از آن مهندسان این پروژه قادر هستند تا آن را برای تعمیر و نگه‌داری به زمین فرود آورند. پانل‌های خورشیدی برق این بالون‌ها را تامین کرده و باتری آن را برای استفاده در شب شارژ می‌کنند. این بالون حامل یک جعبه الکترونیک در زیر خود می باشد که شامل آنتن های رادیویی برای برقراری ارتباط با زمین و دیگر بالون ها، همچنین GPS، سنسورهای پرواز، ابزار نظارت بر شرایط آب و هوایی، سیستم کنترل ارتفاع، باتری، تعدادی آنتن برای گسترش سیگنال‌های 4G LTE و برد مدار لازم برای کنترل کل سیستم است.
۲. شبکه
ارتباطات منطقه‌ای وظیفه‌ی تشعشع کردن سیگنال‌ها 4G LTE را به داخل بالون‌ها دارند. هر بالون ارتباط خود را با ده‌ها بالون دیگر جهت ایجاد یک شبکه‌ی جهانی مانند مش برقرار می‌کند و همیشه در حال حرکت هستند. هر سیگنالی که از بالون‌ها تقویت شده مانند دکل مخابراتی در یک میدان وسیعی خود را بازپخش می‌کند تا همه به آن دسترسی داشته باشند. سرعت دانلود می‌تواند تا ۱۰ مگابیت بر ثانیه افزایش پیدا کند و دستگاه‌های دارای قابلیت 4G می‌توانند حداکثر این سرعت را دریافت کنند. گوگل این سرعت را با شبکه‌ی وای‌فای آزمایش کرد اما آن را ناتمام گذاشت، زیرا دریافت سرعت بیشتر فقط در آنتن‌های زمینی مقدور بود و مفهومی در بالون‌های اینترنت نداشت. با قابلیت اینترنت 4G LTE تمامی افراد می‌توانند تنها با گوشی هوشمند خود به اینترنت و ایمیل‌های خود دسترسی داشته باشند.
بنا به اعلام گوگل، شبکه پروژه لون قادر است اتصالات با سرعت قابل توجه 3G را با پوشش هر بالون در مناطقی با قطر حدود 40 کیلومتر فراهم آورد. به جای استفاده از Wi-Fi، بالون ها از طریق فرکانس رادیویی برفراز باندهای ISM، به سرویس اینترنت بر روی زمین و شبکه های برودکست برای خانه هااتصال می یابند. این ویژگی از تداخل (اثر دو موج هم بسامد صدا یا نور یا آب و غیره بر یکدیگر) اجتناب می کند در حالی که به فواصل بسیار بزرگتری نیز دسترسی دارد. کسانی که تمایل به اتصال به این شبکه ها دارند، باید آنتن مخصوص آن را در خارج از خانه خود برای دریافت سیگنال و رمزگشایی داده ها نصب نمایند.
3- شناور ماندن در لایه‌ی استراتوسفر
باد در لایه‌ی استراتوسفر در جهات مختلف می‌وزد اما این جهات و سرعت آن‌ها قابل پیش بینی است. مهندسان قادر هستند تا بالن‌ها را به سمت بالا یا پایین در لایه‌‌های مختلف حرکت داده تا بتوانند آن‌ها را به سمت شمال، جنوب، غرب و شرق هدایت کنند. برای اینکه بالن را به سمت پایین انتقال دهند، مهندسان از پمپ تعبیه شده در بورد کار گذاشته شده در بالون، که هفت برابر چگال‌تر از هلیوم است، استفاده می‌کنند. به منظور فعال شدن پمپ، مهندسان هوای آن را آزاد می‌کنند. آنها توسط الگوریتم مبتنی بر اطلاعات مراکز گزارش دهنده شرایط جوی و اقیانوسی و داده‌های پیش بینی شده‌ی قادر هستند تا بالون‌ها را به هر سمتی که نیاز شد حرکت دهند.
گوگل همچنین یک ابزار کنترلی با نام Loon Mission Control را برای ردیابی بالون ها در تمامی زمان ها و حصول اطمینان از اینکه آن ها در عملیات و بخش های خود به درستی مستقر مانده اند، ایجاد کرده است. Mission control همچنین با مقامات حمل و نقل هوایی محلی در جایی که انتظار می رود بالون به آنجا منتقل شود، هماهنگی ایجاد می کند.
آینده
با وجود اینکه چند صباحی از معرفی و آغاز به کار این پروژه می‌گذرد، گوگل همچنان در حال پشتیبانی و بهینه کردن آن است. دستاوردهای خوبی نیز در این مدت حاصل شده و گوگل توانسته راهی برای بیشتر نگه داشتن بالن‌ها در آسمان پیدا کند. در مدت یک سال گذشته، بالن‌های اینترنت رسان گوگل بالغ بر 3 میلیون کیلومتر را پیموده‌اند (مسافتی معادل با 75 بار دور زدن کره زمین)، اما در حال حاضر تنها قادرند به مدت زمان محدودی در آسمان بمانند که بنا به اظهارات گوگل، مدت زمان فعلی هر سیکل حضور بالن‌های پروژه Loon در آسمان، 10 برابر این مدت مشابه در زمان شروع به کار این طرح در 2013 است؛ به طور میانگین مدت زمانی تقریبا صد روزه که البته در حال حاضر رکورد 130 روز آسمانی ماندن هم ثبت شده است. گوگل با چندین و چند کشف جدید توانسته این مدت را افزایش دهد و از نشتی‌های گاز جلوگیری کند.
گوگل اعلام کرده با پیشرفت‌های صورت گرفته و سیستم پرکن خودکار (سوخت) توانسته زمان بین فرود بالن‌ها تا برخاست دوباره را به 5 دقیقه کاهش دهد. همچنین به گفته گوگل، در حال حاضر توانایی ارسال روزانه 20 بالن به آسمان را داراست و برای تداوم این پروژه در مقیاس فعلی و همچنین گسترش آن تلاش می‌کند.اگر همه چیز به خوبی پیش رود، گوگل امیدوار است که این پروژه، نه تنها اینترنت پرسرعت مقرون به صرفه را در مناطق دور افتاده به ارمغان آورد، بلکه پس از یک فاجعه، به سرعت به برقراری دوباره اینترنت کمک می کند.