Dự án Loon - Cuộc phiêu lưu của những khí cầu

28/06/2013 10:17

Google tiếp tục làm cho thế giới ngạc nhiên với ý tưởng xây dựng hạ tầng mạng Internet trên mây (theo nghĩa đen). Những khí cầu của Google bay lên tầng bình lưu của khí quyển mang theo khát vọng về mạng Internet không dây cho mọi người.


"Đôi khi 'mọi người' không thực sự nghĩa là mọi người, như khi người ta nói 'mọi người trên Internet'. Sự thực là: cứ một người sử dụng Internet thì có hai người không có điều kiện sử dụng. Khi xem xét kỹ hơn, bạn càng thấy rằng 'mọi người' ít có nghĩa là bất kỳ ai. Ở vài nơi, chỉ có một người có điều kiện sử dụng Internet trong một ngàn người. Ở những nơi khác, tỉ lệ đó là một trên mười ngàn. Và có cả những nơi không người nào sử dụng Internet. Liệu có cách nào đó thắp sáng toàn cầu, cuối cùng làm cho mọi người trên thế giới truy cập được mọi thông tin của nhân loại?".

Trang mạng giới thiệu dự án Loon của Google đặt ra câu hỏi lớn lao và trả lời bằng ý tưởng mới mẻ và hành động cụ thể. Trong tháng 6/2013, Google tổ chức cuộc thử nghiệm lạ lùng ở New Zealand với hàng chục khí cầu được đưa lên tầng bình lưu của khí quyển, làm cho người dân ở vùng núi hoang vu có thể truy cập Internet.

Tên gọi Loon vừa giống từ balloon chỉ khí cầu, vừa hàm nghĩa "kỳ quặc", "ngớ ngẩn" hoặc "điên rồ". Google thừa nhận Loon là dự án phiêu lưu, đầy rủi ro. Khi dự án Loon vừa được công bố, có ý kiến khẳng định chắc nịch rằng dự án sẽ thất bại! Sao lại phải dùng những khí cầu "mong manh" của... gần trăm năm trước, trong khi nhân loại đã có hệ thống vệ tinh dày đặc bao quanh Trái Đất? Liệu khí cầu nào có thể mang khối lượng thiết bị viễn thông lớn và hoạt động lâu dài như vệ tinh? Làm sao để khí cầu ở đúng vị trí cần thiết, không bị trôi theo gió? Dùng động cơ điện và cánh quạt chăng? Năng lượng mặt trời sao có thể bảo đảm cho hoạt động của động cơ và mọi thiết bị khác?

Vấn đề là hệ thống vệ tinh tuy đã dày đặc nhưng có tính cát cứ, không đáp ứng kịp nhu cầu thông tin toàn cầu, đã bộc lộ rõ nhiều hạn chế, đặc biệt trong những tình huống khẩn cấp. Công nghệ liên lạc qua vệ tinh đòi hỏi cao đối với hạ tầng viễn thông trên mặt đất. Tất cả tạo nên chi phí đắt đỏ. Và nguồn vốn lớn thường không phục vụ lợi ích của những vùng cằn cỗi, nghèo khó.

So với việc phóng vệ tinh bằng tên lửa tại các sân bay vũ trụ, nhiệm vụ thả khí cầu vào không trung của mỗi nhóm nhân viên Google (gồm sáu người) đơn giản hơn nhiều. Những khí cầu căng đầy khí hê-li (helium) được thiết kế để bay đến tầng bình lưu của khí quyển, ở độ cao khoảng 20 km cách mặt nước biển, cao gấp đôi mọi tuyến vận chuyển hàng không. Tầng bình lưu ở bên trên mọi đám mây, không có biến động thời tiết, bầu trời trong sáng quanh năm, thuận lợi cho hoạt động của tấm bảng thu năng lượng mặt trời treo bên dưới khí cầu.



Các khí cầu liên lạc với nhau và với mặt đất, tạo kết nối Internet.



Tầng bình lưu chỉ có gió nhẹ. Gió ở tầng bình lưu phân thành nhiều lớp theo độ cao. Trong mỗi lớp, gió có hướng và tốc độ khá ổn định. Google không neo giữ những khí cầu, mà để cho chúng mặc sức "cuốn theo chiều gió". Tuy nhiên, những khí cầu vẫn chịu sự điều khiển nhất định từ xa. Nhờ bộ định vị GPS trên mỗi khí cầu, phần mềm điều khiển khí cầu của Google ở mặt đất nhận biết chính xác vị trí từng khí cầu và luôn giữ khoảng cách hợp lý giữa những khí cầu, sao cho khi một khí cầu rời khỏi "vùng phụ trách", có ngay khí cầu khác bay vào vùng ấy. Google dự định hệ thống khí cầu thử nghiệm sẽ tạo thành vành đai bao quanh Trái Đất ở bán cầu nam, bay qua vùng rừng núi của Nam Mỹ và Châu Phi.



Các lớp gió khác nhau ở tầng bình lưu.



Vành đai khí cầu ở bán cầu nam.



Làm sao có thể điều khiển khí cầu từ xa để giữ khoảng cách hợp lý giữa những khí cầu? Đặc điểm của tầng bình lưu khiến cho việc điều khiển khí cầu từ xa trở nên khả thi. Dựa vào dữ liệu cập nhật thường xuyên của NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration - cơ quan quản trị khí quyển và đại dương của Hoa Kỳ), phần mềm điều khiển khí cầu của Google có khả năng tự động tăng giảm độ cao từng khí cầu, đưa khí cầu vào lớp gió có hướng và vận tốc thích hợp. Nhờ vậy, những khí cầu có thể di chuyển theo cả hai chiều ngược nhau. Phần mềm điều khiển có thể giữ cho các khí cầu ở trong vùng nhất định khi cần thiết, chẳng hạn như vùng có thảm họa. Phần mềm điều khiển cũng có thể cho khí cầu đáp xuống địa điểm định trước để thu hồi, bảo trì. Trong khi những người hiểu biết về khí cầu cho rằng khí cầu chỉ có thể hoạt động liên tục khoảng hai tháng, các chuyên gia của Google dự định cho khí cầu bay trong một năm!

Công nghệ điều khiển khí cầu từ xa là bí mật của dự án Loon, trong đó yếu tố quan trọng bậc nhất là cơ chế liên lạc. Những khí cầu Loon liên lạc với nhau và liên lạc với mặt đất bằng sóng điện từ 2,4 GHz và 5,8 GHz, giống như sóng điện từ Wi-Fi quen thuộc, thuộc băng tần không cần đăng ký (không cần mua quyền sử dụng). Tuy nhiên, Google phát triển công nghệ riêng, khác với Wi-Fi. Mặc dù dùng sóng ngắn (thích hợp với liên lạc tầm gần, nhưng có tốc độ truyền dữ liệu cao), Google chỉ cần ăng-ten nhỏ gắn ở mái nhà để liên lạc với khí cầu. Về điểm này, khí cầu ở tầng bình lưu có ưu thế rõ ràng so với vệ tinh. Ăng-ten thu sóng ngắn từ vệ tinh phải lớn.



Ăng-ten ở mặt đất, dùng để liên lạc với khí cầu.



Mỗi khí cầu là một nút của mạng lưới. Chỉ cần một khí cầu trong mạng lưới liên lạc với trạm mặt đất có đường truyền Internet, tất cả khí cầu của mạng lưới đều thực hiện được vai trò của điểm truy cập Internet. Google khẳng định tốc độ truyền dữ liệu của mạng lưới khí cầu ngang với công nghệ 3G hoặc hơn!

Nhà báo kỳ cựu Steven Levy (tạp chí Wired) có dịp chứng kiến việc thả khí cầu của Google ngày 13/6/2013 tại vùng Lake Tekapo của New Zealand, nơi có những dãy núi hùng vĩ đã tạo nên cảnh quan tuyệt đẹp trong phim The Lord of The Rings. Levy đã đến thăm trang trại của một nông dân ở Geraldine, gần Lake Tekapo. Chủ trang trại Hayden MacKenzie đồng ý tham gia cuộc thử nghiệm của Google, cho phép nhóm thử nghiệm gắn ở tường ngoài nhà một ăng-ten trông như quả bóng nhỏ màu đỏ (gợi hình dáng của khí cầu).

Levy tường thuật: "Anna MacKenzie dẫn chúng tôi vào trong nhà, đi ngang qua chiếc giường, nơi con trai nhỏ của cô vẫn còn say ngủ. Anna mở chiếc máy tính xách tay HP mới toanh. Cửa sổ trình duyệt xuất hiện và ngập tràn nội dung. Anna đã lên mạng! Cô vào trang mua bán của New Zealand, giống như eBay vậy. Chồng cô muốn mua máy kéo mới. Những hình ảnh máy móc nông nghiệp trôi lên xuống thật êm. Xin chúc mừng gia đình MacKenzie đến với Balloon Internet".

Balloon Internet tạo nên cơn lốc mới trong không gian mạng. Ngoài những ý kiến phê phán, nghi ngờ mục tiêu thực sự của Google, mọi người đều hào hứng với sự kết hợp công nghệ mới với công nghệ... cổ trong dự án Loon và thảo luận sôi nổi về cách giải quyết những thách thức kỹ thuật. Không ít người thắc mắc về phương pháp điều khiển độ cao của khí cầu, đoán rằng phải có cơ chế thêm bớt hoặc thay đổi nhiệt độ của khí hê-li trong khí cầu. Có những ý tưởng kỹ thuật thú vị, chẳng hạn như đề xuất thu nhận năng lượng mặt trời bằng toàn bộ diện tích lớn của khí cầu, hoặc đề xuất dùng sóng dài của băng tần truyền hình trong việc liên lạc, giống như ý tưởng "Super Wi-Fi" từng được triển khai đây đó trên mặt đất. Với sóng dài, tốc độ truyền dữ liệu kém hơn, nhưng tầm truyền sóng xa hơn, vừa tăng diện tích phủ sóng trên mặt đất, vừa giảm số lượng khí cầu cần thiết trong vành đai khí cầu bao quanh Trái Đất. Theo Google, hiện nay mỗi khí cầu phủ sóng khu vực xung quanh với bán kính 40 km.

Quả thực, Google từng vận động chính phủ Hoa Kỳ thu hẹp băng tần dùng cho truyền hình để nhường bớt tài nguyên tần số cho mạng Internet không dây. Giống như "vùng đất mới" ở tầng bình lưu của khí quyển, "vùng đất mới" trong phổ tần số vô tuyến chắc chắn trở thành điểm đột phá mới của Internet trong tương lai.

Nhóm dự án Loon bày tỏ: "Hy vọng rằng một ngày nào đó không xa, 'mọi người trên Internet' thực sự nghĩa là mọi người".

NGỌC GIAO

Ý kiến bạn đọc (0)
Tên   Email

Lên đầu trang