loon气球: 带我去肯尼亚

谷歌气球如何到达亟需通讯的肯尼亚

Salvatore Candido

谷歌气球目前正在肯尼亚上空漂浮以进行网络测试，并准备为肯尼亚电信用户提供连接。人们往往只关注飞行在平流层20公里高度并能够提供网络服务的高空平台本身，但我发现气球飞行到达需要联网的目的地之间的旅程同样足够迷人。

谷歌气球基本都在波多黎各或内华达州地区发放。发放人员将气球系统牵引在一个特殊的发放装置中，它由三道防风墙构成，可以旋转和移动，使得气球能够顺着下风向起飞，减少气球发放受到的外界影响，并且设计有充气装置向气球充入升力气体。

由现场操作人员和位于控制中心的飞行工程师组成的技术团队共同执行一系列起飞前的检查，并与空中交通管制协调，确保发放能够安全进行。机械和软件系统帮助团队安全规范的进行发放工作，这也为多次发放提供了保证，减少了隐患。这是确保气球能够飞行上百天的关键因素之一。

经过多次检查和协调，气球被成功释放并向着平流层爬升。内罗毕（肯尼亚首都）距离波多黎各大约11000公里，气球并不是沿着直线飞行，而是在平流层风场中顺势而为。

为了确定这条路线，谷歌气球软件自动化构建出地图。全球各地的气象中心全天都在进行数值天气预报，我们将这些信息输入至软件中，搭建出实时变化的全球气象系统，能够计算出从平流层的任何地方到达我们的肯尼亚所需的时间。下面的地理云图显示了某一时间下到达肯尼亚所需的时长。距离肯尼亚较近的地方是深蓝色，而较远的地方是红色。以这张截图为例，如果一个气球位于澳大利亚西南部的红色区域，则到达肯尼亚需要较长时间。当它在南美洲东部海岸的蓝色区域，旅程将会快得多。

依靠实时地理云图，谷歌气球能够自动导航至肯尼亚

气球根据地理云图飞行，我们的导航系统不停的迭代计算每个气球周围的风场，以确保与地图相比，它们总是在向肯尼亚接近。随着时间的推移，这些小循环将导致跨越数千公里的成功旅程。

例如，HBAL125（下图）从波多黎各发放升空，越过大西洋，沿巴西海岸向东南方向飞行，向南飞入南大西洋急流，迅速绕过好望角，然后向北飞入赤道地区较慢的风中。之后，气球选择绕道前往印度洋收集平流层风场数据，以增强我们在该地区的模型数据。最后，在地方当局的协调下，HBAL125于两周前飞抵肯尼亚领空开始网络测试。

HBAL125从波多黎各飞往肯尼亚的航线。

高空风每天都在变化，所以，就像找不到两片相同的雪花一样，也没有两次完全一样的旅行。其它飞往肯尼亚的气球则是选择飞越中非，还有一些将向西飞出波多黎各，在飞越太平洋后抵达目的地。这是秉持气球飞行优化权重是飞行安全第一，耗时第二的条件下得出的结果。

除了吸收预报和实时观测的气象数据，并计算高效的飞行轨迹外，我们的飞行管理系统还自动监测天气及可能导致气球损坏的因素，并每分钟处理大量的遥测数据，以确保一切按预期工作。在我们的飞行决策和对气球所做的一切工作中，优先考虑安全性，这是我们能够突破100多万小时飞行时长关键因素，并且随着我们团队的壮大，我们的成就也在不断增长。

在气球到达肯尼亚后，接下来的飞行依然像是精心编排的舞蹈，控制系统中由机器学习驱动的导航控制算法协调各项操作。气球执行各种既定动作，最大限度地增加一天中能够覆盖并服务的人数。下图显示了4个气球在肯尼亚领空24小时协同工作的飞行路线。轨迹线上的颜色代表了飞行的高度，演示了导航系统如何使它们不断地上下移动以最优化地完成任务。

四个气球在肯尼亚上空飞行一天的高度变化示意

谷歌气球团队很高兴为肯尼亚以前很少或根本没有联网的地方的人们提供服务。当然，人们有比互联网更重要的需求——如果你能给人们带来食物、干净的水或医疗用品，那么务必首先先去做这些。

但是，当人类应对COVID2019大流行时，我们发现自己在社交距离上与朋友、同事和家人分开了，正是这种能够保持在线联系的功能让我们知晓信息、互相团结和联系。

现在比以往任何时候都明显地感受到在家里上网的人和那些网络服务不太普及的地区的人之间的差距，在人们日常生活中，让每个人都能上网的重要性从未如此强烈。

正是本着这种精神，谷歌气球团队继续着他们的工作，使沟通世界的网络尽快在肯尼亚上线，并继续努力去实现他们的使命，将世界各地的人们联系在一起。