怀疑论者请闭嘴！谷歌的Loon气球即将在肯尼亚迎来常态化商业飞行！
在平流层中的漂浮的设备可以降低对地面大量基础通信设施的需求
本文原作者：Michael Koziol
肯尼亚近5000万公民使用了近4300万部手机，这意味着这个东非国家的手机使用量居世界第33位。相比之下，它的固定电话不到7万条。
然而，在像内罗毕这样的大城市之外，移动电话的基础设施还很缺乏。这就是为什么在2019年，电信供应商肯尼亚电信将开始转向由谷歌公司制造的Loon高空气球来提供移动电话服务。
“高空气球实际上是解决这个问题的一个非常合理的方法，”Loon的工程主管SalCandido说。“它们很高，覆盖了很多地面，而且没有障碍物。”坎迪托补充说：“有一件事情很重要，”每个气球需要保持在平流层的适当位置，在被替换之前，覆盖一个区域达数百天。
Candido在Loon工作了五年，早在那时被称为project Loon的努力之前，他于2018年7月从google X毕业。Candido最初致力于开发气球的导航系统，这是解决“最终问题”所需的关键组件之一。
如何正确操纵气球的挑战在Candido在Loon的时候发生了巨大的变化，因为多年来，对Loon如何操作的理解也发生了巨大的变化。
“很早，”坎迪托说，“我们对Loon的工作方式有着截然不同的概念。我们的想法是发射很多气球，它们会像树叶一样绕着地球绕着河走，走到河流把它们带到的地方。“工程师们设想，在绕着地球转了一圈之后，气球会在它们开始旅行的大致相同的地点。这样气球就可以绕地球绕成一条长线，用气球代替另一个气球来提供覆盖。
随着Loon在试飞中发射了更多的气球，该公司目前已累计飞行超过3000万公里，工程团队意识到他们可以控制气球的飞行方向。坎迪托说：“有时候最明显的答案会在很晚的时候出现在你身上。”“为什么气球不能驻留在覆盖区域呢？“事实证明，这是可能的，至少在大多数地方，合理的持续时间。
“我认为Loon的项目的好处是他们住在热带附近，”乔治·莫迪卡说，他是马萨诸塞州列克星敦大气与环境研究咨询气象学家。莫迪卡说，有两件事可以影响气球的航行：被称为极地涡旋的高纬度气象现象，或者当气球经过一个大的山脉时，风对平流层的影响。对于Loon来说，幸运的是，在肯尼亚也没有经历过。
每个气球实际上是两个气球合一。有一个充满氦气的外气球，它能提供它所需要的升力。它围绕着一个充满空气的内部气球，空气可以被抽上来或排出。当内球囊充气时，外球囊中的氦气被压缩到更高的密度，从而降低了升力。通过这种方式，Loon的工程师们可以控制气球的高度，利用不同高度的不同风力，让气球可以在需要的地方飞行。
一个气球从Loon位于内华达州温尼穆卡的发射场升空。Loon利用它的能力在平流层中导航气球，以避免在世界各地建立发射场。相反，该公司将从现有发射场发放气球。
工程师们已经很擅长导航这个系统，他们现在可以从几千英里外到达他们的最终目的地。在一系列的测试中，他们能够从新西兰发射气球并精确导航，从而为阿根廷和澳大利亚的目标地区提供移动服务。事实上，最终将在肯尼亚境内提供手机服务的气球将从波多黎各发射，穿过大西洋到达最终目的地。
莫迪卡说：“把气球从波多黎各送到肯尼亚确实有点奇怪。”“但这和导航保持在同一个位置没有什么不同。”在任何一种情况下，同样的原理都适用：升高或降低气球的高度以捕捉它需要的风。
在气球上导航并不是让整个系统工作的唯一挑战。当你的手机连接到一个传统的地面手机塔时，它是相当简单的。毕竟，基站塔没有移动。
与之不同，气球经常在平流层风中飘荡。Candido说：“独特之处在于我们所有的网络节点都在不断移动。”Loon的工程师们开发了一种方法，使网络能够跟上不断变化的配置，从而保持数据的移动。
气球通过点对点毫米波天线通信，在它们之间传输数据。每个气球都有一个由碳复合材料制成的三角形吊舱，它所需的所有通信设备，可为所在区域提供LTE覆盖范围，包括3个在万向节上连接的毫米波天线，每个都大约有一个沙滩排球大小。万向节使毫米波天线具有灵活性，可以保持与网络中最近气球的直接高带宽连接。因此，气球网络不需要在地面上建设大量的基础设施就可以工作。
Loon的气球在某一点上仍然需要连接到地面的基础设施，因此在肯尼亚，该公司正在纳库鲁（上图）和内罗毕建造地面站。
2017年，当Loon在飓风玛丽亚之后在波多黎各上空部署气球时，每个气球都与自己的地面站相连。根据坎迪托的说法，这种方法对该岛很有效，但波多黎各比肯尼亚小得多。他指出，如果你已经在大面积上安装地面站来与每个气球配对，你最好跳过这些气球，完全投资于地面基础设施。
这就是为什么，在2018年9月，Loon宣布它成功地将数据通过加利福尼亚州的7个气球中转，传输了大约1000公里，这是一件大事。
这项成果将允许城市地面站向头顶的气球发送数据，这些数据将把信号传递到更远的气球上。为了在肯尼亚实现这一目标，Loon已经开始在内罗毕和纳库鲁建造地面站。
Loon计划在2019年上半年进行测试，然后肯尼亚电信公司开始使用气球网络为全国数百万农村居民提供移动电话服务。第一次永久部署应该能让任何怀疑论者相信，这种方法毕竟并不那么疯狂。