Šiandien visame pasaulyje 4 milijardai žmonių dar neturi interneto prieigos. Tačiau į 27 km aukštį pakilę milžiniški bepiločiai orlaiviai šią problemą turėtų išspręsti.

Vieną 2016 m. vasaros rytą ramią Arizonos dykumos aplinką sudrumsčia ant kilìmo tako vis greičiau besisukančių keturių propelerių skleidžiamas triukšmas. Vos tik paleistas nuo ratais stumiamų metalinių atramų, 42 m pločio dronas sparčiai pakyla į orą.

Šio įrenginio forma primena milžinišką ploną bumerangą, kurio sparnų galai užlenkti į viršų. Drono tikslas – lazerio šviesos pliūpsniais tiekti spartųjį internetą 4 milijardams prieigos dar neturinčių žmonių.

Praėjus 96 minutėms nuo pakilimo, bepilotis orlaivis „Aquila“ nusileidžia ir baigia pirmą  bandomąjį skrydį, kurį vykdo kompanija „Facebook“. Prabėgus 112 metų po pirmojo brolių Wrightų skrydžio siekiant sujungti pasaulį, „Facebook“ tęsią šią misiją, įgyvendinama savo projektą „internet.org“.

Naujas žmonijos istorijoje interneto tinklas, veikiantis siunčiant žaibiškus lazerio šviesos pliūpsnius – viena iš šio projekto dalių. Kita ambicingų planų dedamoji – itin geromis aerodinaminėmis savybėmis išsiskiriančių, tarpusavyje susietų bepiločių orlaivių spiečius.  Jeigu pavyks sujungti abi plano dalis, bus išspręstas interneto prieigos trūkumas Afrikoje, Pietų Amerikoje, Azijoje ir kituose žemynuose, kuriuose internetas nepasiekiamas dėl nepakankamai išplėtotos infrastruktūros ar netinkamų reljefo sąlygų.

Tik būtina įranga

Iki pirmo bandomojo  skrydžio „Facebook“ beveik dvejus metus kūrė šį droną. Galutinis siekis – kad jis naudotų tik saulės energiją ir be pertraukos galėtų skraidyti 90 dienų.

„Aquiloje“ nėra jokių nereikalingų prietaisų, pavyzdžiui, pilotų kabinos ar važiuoklės. Bepilotis orlaivis varomas keturių elektros variklių tiekiama galia, todėl suvartoja tik 5000 vatų elektros energijos. Tai atitinka vidutinio dydžio oro siurblio sąnaudas. Energija dronams tiekiama saulės energijos kolektoriais, kurie dengia visą apatinę sparnų dalį. Korpusas pagamintas iš itin lengvo anglies pluošto, todėl „Aquila“ sveria tik 450 kg.

Įprastiniai orlaiviai gerokai sunkesni ir jiems išlaikyti ore būtinas daug didesnis greitis. Nedidelis „Aquilos“ svoris leidžia ne tik išsilaikyti ore esant mažesniam greičiui, bet ir manevruoti dideliame aukštyje. Šis  dronas gali skristi prieš vėją nuo 130 m iki 15 km per valandą greičiu ir pakilti į 27 km aukštį. Komerciniai orlaiviai dažniausiai skrenda 700–1000 km per valandą greičiu ir nekyla aukščiau nei 12 km.

Lazerio šviesos pliūpsniai perduoda duomenis Morzės abėcėlės principu

Per pirmąjį bandymą nuleisti „Aquilą“ ant žvyro dykumoje, droną smarkiai apgadino vėjo gūsis. Todėl  inžinieriai tęsia orlaivio optimizavimo darbus. Antruoju etapu sujungiami  lazerio siųstuvo ir imtuvo prietaisai, kad galėtų perduoti interneto signalą iš vieno drono į kitą, ir t.t.

Kad pasiektų šį tikslą, inžinieriai pasitelkė laisvosios erdvės optinio ryšio technologiją (LEORT). Lazerio skleidžiamas šviesos srautas imituoja radijo bangas, kurios perduoda duomenis tarp maršruto parinktuvų, išmaniųjų telefonų ir kitų panašių prietaisų. Įprastiniame belaidžiame („Wi-Fi“) tinkle duomenys verčiami radijo bangomis. Tam tikras prietaisas, pavyzdžiui, išmanusis telefonas, iššifruoja minėtas bangas ir savo ekrane paverčia jas vaizdo medžiaga. LEORT tinkle veikiantys lazerio šviesos pliūpsniai interpretuojami kaip vienetai ir nuliai, ir sudaro internete esančių dokumentų, paveikslų bei vaizdo įrašų bitus. Lazerio įtaisas veikia diodui siunčiant šviesos signalą pro lęšio centrą. Tuo pačiu metu minėtas lęšis fokusuoja lazerio šviesos srauto išeigą į fotodetektorių, esantį už lazerio įtaiso diodo. Šis šifruoja šviesos blyksnių dažnį bei stiprumą ir paverčia juos bitais. Bepiločio orlaivio „Aquila“ lazeriai siunčia šviesos srauto pliūpsnius milijardus kartų per sekundę, todėl gali perduoti didelį duomenų kiekį itin tiksliai ir dideliu atstumu.

„Facebook“ teigia, kad minėti lazerių pliūpsniai gali pataikyti net į 10 km nutolusį monetos dydžio tašką.

Didelis aukštis užtikrina skrydį be trikdžių

Kaip matyti iš pavadinimo, laisvosios erdvės optinio ryšio technologijai būtina erdvė, kurioje šviesa be trukdžių galėtų sklisti tarp siųstuvų ir imtuvų. Duomenų perdavimas LEORT pagrindu ypač populiarus perduodant duomenis tarp palydovų, taip pat atvirame kosmose.  Artėjant prie žemės išnaudoti minėtos technologijos tiekiamus pranašumus gana sunku, nes ore esančios dalelės, pavyzdžiui, rūkas arba lietus, trukdo sparčiai perduoti duomenis dideliu atstumu.

Lazerių skleidžiamas šviesos srautas skiriasi nuo radijo bangų, kurios gali sklisti net pro namų sienas ir pan. Pagrindinis šių bangų skirtumas – ilgis. Įprastai  belaidžio maršruto parinktuvo skleidžiamos radijo bangos būna gana ilgos. Pavyzdžiui, įprastos 2,4 GHz dažnio bangos siekia 12,5 cm. Duomenims perduoti LEORT tinkle naudojama infraraudonoji spinduliuotė, kurios bangų ilgis –  nuo 700 nanometrų iki 1 milimetro, o dažnis nuo 300 Ghz iki 430 Thz, t. y. ties matomos šviesos riba.

Perduodant tokias trumpas bangas būtina atsižvelgti į ore esančias daleles, nes jos gali trukdyti ir silpninti perduodamą signalą. Tokios dalelės užstoja skleidžiamą šviesą ir siunčiamas signalas netenka būtinų duomenų paketų, todėl vartotojų skaitmeninis turinys, pavyzdžiui, nuotraukos, negali pasiekti galutinio vartotojo be trikdžių. To galima išvengti pakeliant „Aquilą“ 18–27 km nuo žemės. Tokiame aukštyje dalelių koncentracija siekia tik 5 % jūros lygyje esančių dalelių koncentracijos.

Todėl LEORT gali veikti be trikdžių. Bepiločiai orlaiviai vienas kitam gali perduoti signalą, kurio sparta siekia 30 gigabitų per sekundę. Tai 30 kartų didesnis greitis nei įprasto žemėje tiekiamo interneto, kuris labai retai viršija 100 megabitų per sekundę.

 Aukštas dažnis – nėra trūkumų

Pakilusiam dronui interneto ryšys perduodamas žemėje įmontuotomis antenomis ir kabeliais.

„Facebook“ interneto ryšį bepiločiams orlaiviams siekia tiekti antenų siunčiamomis milimetro ilgio bangomis, kurių dažnis 30–300 GHz. Jos sukurtos kartu naudojant ir radijo bei infraraudonosios spinduliuotės bangų technologiją. Kitaip tariant, minėtos bangos bus skleidžiamos E diapazonu, kurio dažnis – 60–90 GHz. Įprastų  belaidžių tinklų dažnis tik 2,4–5 GHz. Platus dažnio spektras leidžia išvengti tinklo perkrovų, su kuriomis susiduria, tarkime, interneto kavinių savininkai. E dažnis išrastas dar 1970 m., tačiau jam palaikyti reikėjo ne tik daug energijos, bet ir erdvės. Todėl  ši technologija nebuvo tinkama bepiločiams orlaiviams. Naujausių bandymų metu siųsdami milimetro ilgio bangas bendrovės „Facebook“ inžinieriai perdavė duomenis 6 km aukštyje skrendančiam orlaiviui. Šio duomenų srauto sparta yra tokia, kad prilygsta 4000 HD raiškos filmų transliacijų internetu vienu metu.

Milimetro ilgio bangomis taip pat perduodamas interneto ryšys iš bepiločių orlaivių į žemėje esančių vartotojų išmaniųjų telefonų arba kompiuterių imtuvus.

Technologijų gigantai sujungia pasaulį

Interneto prieiga visame pasaulyje – viena iš bendrovės „Facebook“ plėtros galimybių, kuri leistų pritraukti 4 milijardus naujų vartotojų. Tačiau „Facebook“ nėra vienintelė, norinti įgyvendinti minėtą tikslą. Kitos technologijų gigantės, pavyzdžiui, „Google“ ir „SpaceX“, taip pat kuria oro balionus arba palydovus.

Projekto „Aquila“ kulminacija pasiekta 2017 m. gegužės 22 d., kai bepilotis orlaivis skriejo 106 minutes giedrame danguje ir nepažeistas nusileido pagal planą. Jei bendrovei „Facebook“ pavyktų sukurti bepiločius orlaivius, kurie galėtų skristi 90 dienų be pertraukos ir tiekti interneto ryšį LEORT pagrindu, tai būtų du milžiniški laimėjimai bepiločių orlaivių ir komunikacinių technologijų srityse. „Aquila“ gali būti naudojama ir moksliniams tyrimams, kai būtina ilgą laiką stebėti ir tirti dideles teritorijas.

Visgi pagrindinė interneto prieigos visame pasaulyje paskirtis – suteikti Pietų Sudano žemdirbiams galimybę pasitikrinti oro prognozes, o Pakistano mergaitėms – skaityti  enciklopedijas. Jei visose žemės vietose būtų galima naudotis internetu, būtų sujungtos visos dykumos, kalnų viršūnės ir džiunglės. Šis išradimas leistų bendrovei „Facebook“ ar vienai iš jos konkurenčių užbaigti dar 1903 m. brolių Wrightų išsikeltą tikslą – suvienyti visą pasaulį.

Parašykite atsiliepimą

Pin It