Facebook網際網路服務無人機首次試飛,表現超出預期

2022-01-23 騰訊科技


騰訊科技訊 6月28日凌晨2點,馬克·扎克伯格坐上飛機,前往亞利桑那州尤馬的一個航空測試基地。Facebook的一個小型團隊在那裡開展了一個秘密項目:設計、建造一架高空太陽能動力飛機。他們希望有一天,這種飛機可以在全球各地提供網際網路接入服務。

黎明之前,扎克伯格到達了位於尤馬的試驗場。 「我這次來,讓團隊裡的很多人感到很緊張,」扎克伯格在接受採訪時說。這種無人機名叫Aquila,核心團隊大約有二十幾人,在從南加州到英國的不同地方工作。數個月來,他們在尤馬輪班。尤馬是亞利桑那州西南部的一個沙漠小城,以夏季氣溫酷熱而聞名。

當天,Aquila將進行第一次試飛:目標是安全起飛,在空中穩定停留至少30分鐘,然後降落。 「我覺得對於公司來說,對於連接世界的宗旨來說,這是一個非常重要的裡程碑,我必須到場,」扎克伯格說。

對於Facebook來說,Aquila項目不僅僅是在證明一個概念。該公司計劃為全球70億人口提供網際網路接入服務,無論他們收入如何,居住在哪裡。扎克伯格說,這樣做有助於讓數以百萬計的人擺脫貧困,同時改善全球的教育和衛生狀況。此外,這個項目也將為facebook在人工智慧、虛擬實境等領域的下一代服務鋪路搭橋。科技時代的下一個階段需要更大的帶寬、更可靠的網際網路連接,而無人機在這兩個方面都能夠發揮作用。Aquila離開跑道之處,對於一個虛擬實境版本的Facebook來說,也正是路開始的地方。


首次試飛成功

太陽在沙漠上升起,一架起重機把無人機搬到了一個可以移動的車架上。Aquila的翼展達141英尺。可以做一個比較,波音737的翼展是113英尺。然而,Facebook也把 Aquila設計得儘可能輕巧,以便它能進行超長途飛行。Aquila採用了碳纖維材質,最新的樣機重約900磅(約合408公斤)——相當於半輛智能車。

遠程控制操作員啟動了這輛車架,Aquila開始在跑道上移動。四根帶子把它用拴在車架上。當達到足夠快的速度時,帶有煙火信號的電纜剪(還取了個名字叫做「啞炮」)就會切斷這四根帶子,讓Aquila升入空中。這種無人機將上升到2150英尺的測試高度,然後停留在那裡。地面上的Facebook的員工們興高採烈地看著它升入空中,一些人甚至開始抹眼淚。 「對於大家來說,這是一個激動人心的時刻,他們已經在這個項目中投注了兩年的精力,」扎克伯格說。

從下面往上看,扎克伯格被Aquila徐徐飛行的姿態所吸引。 「它飛得真的很慢,」 兩周之後,他在加利福利亞州門洛帕克的facebook總部說, 「當人們要設計一架飛機,大多數時候,設計目的都是把人或者物品從一個地方運輸到另外一個地方。所以飛機飛得慢是沒有什麼好處的。但是,如果你的目標是要在空中停留較長的一段時間,而且你希望飛機消耗的能量越少越好——這就意味著要飛得儘可能慢,同時又不能從空中掉下來。」


在6萬到9萬英尺的空中飛行的時候,Aquila將使用雷射器。把數據傳輸到其他的飛行器上,或者傳輸到地面的接收器上,這些接收器可以把信號轉換成網際網路連接。

使用無人機的好處

提供網際網路接入服務的方法有很多,為什麼要偏偏要使用飛機呢?

比如,你可以使用衛星。它擅長把網際網路接入服務提供給一大片地理區域。但只有在人口密度低的地方,使用衛星效果才好,因為人口密度高,用戶太多,帶寬就會受到限制。

你還可以使用蜂窩塔,它擅長在城市人口密集區提供網際網路接入服務。但是,要修建足夠多的,可以覆蓋整個地球的蜂窩塔,成本就太過高昂了,就算對於facebook這樣財力雄厚的公司來說,這個方案也很不現實。

2014年,扎克伯格寫了一篇文章,分析了網際網路傳輸的各種方法。他說,高空無人機可以為那些住在中等規模的城市,或者住在城市郊區的人提供服務,這樣的人口有很多。相比於衛星,高空無人機距離地面更近一些,這就意味著它的信號信號會強一些,對更多人來說更加有用一些。而且這些無人機的位置高於受管控的空域,因此它們也就更加易於部署。

扎克伯格認為,如果Facebook能夠研製出一種使用太陽能的無人機,那麼它可以連續飛行90天之久。這種無人機可以通過一種雷射通訊系統,向地面上的基站提供高速網際網路服務。讓方圓50公裡以內的人都可以通過這種方式上網。谷歌的龍計劃(Project Loon)採用氣球的來提供網際網路接入服務,而facebook的無人機應該比氣球更加容易操控(去年穀歌推出了Project Titan,也計劃使用太陽能無人機來提供網際網路連接,成為了Facebook的Aquila項目的直接對手。)如果無人機等造價降到了足夠便宜的程度,那麼有一天,它們就會成點綴在天空中,成為全球網際網路基礎設施中的一個關鍵組成部分。

超出預期的試飛

因此,在26個月前,扎克伯格制定了一個雄心勃勃的目標:在短短的幾年裡,推出一個Aquila的功能型版本。為了把這個願景變成現實,他親自到美國宇航局(NASA)噴氣推進實驗室、麻省理工學院(MIT)媒體實驗室等地招募了相關的專家。

為了這個項目,Facebook還斥資近2000萬美元收購了Ascenta背後的團隊——安迪•考克斯(Andy Cox)領導的一個航空顧問公司。考克斯是機械工程師,他之前所在的團隊曾經成功地讓一架太陽能無人機在空中停留了兩周時間,創造了世界紀錄,至今無人打破。他的顧問團隊被Facebook收購之後,考克斯也成為了扎克伯格Aquila項目的大總管。該團隊在倫敦以西150英裡布裡奇沃特的一個倉庫裡開展工作。

要建造一架可以使用的Aquila模型,該團隊的日常工作之一就是與物理定律作鬥爭。在早期,他們曾嘗試用熱氣球發射Aquila。 2015年10月的一個試飛計劃跳票了兩次。一架27英尺Aquila縮尺模型的試飛計劃,也被厄爾尼諾風暴打亂了。

但到今年6月28日時,團隊已經克服了這種種障礙。扎克伯格說,在巡航高度上飛行時,Aquila的能耗只有2000瓦——相當於5個自行車高手的輸出功率。團隊希望Aquila能在高空停留半小時時間。但它的表現非常穩定,所以團隊讓它空中停留了90分鐘後才安全降落。

從能耗的角度來說,Aquila的首次試飛超過了工程師們的期望。facebook的工程副總裁傑伊•帕瑞克(Jay Parikh)在博客中說,團隊擬定了更多的試飛計劃,希望它能飛得更快、更高,在空中停留時間更長一些。然後,Aquila將會進行下一步重大測試:攜帶「有效載荷」飛行——即前文裡提到的雷射通信系統,Facebook的一個團隊正在加州的伍德蘭希爾斯研製這個系統。2015年7月時,該團隊宣布,他們的雷射器可以以每秒10G的速度發射數據,比之前的標準快了10倍左右。而且雷射的精確性很高,可以從十英裡之外的距離瞄準一個硬幣大小的區域。(這種雷射裝置將與地面基站連接,提供網際網路接入服務。)Facebook表示,在單獨進行測試時,雷射通信系統的表現令人滿意。

挑戰和障礙

那麼,Facebook什麼時候才會部署Aquila無人機艦隊呢? Facebook沒有回答這個問題。要讓這種無人機在空中可靠地停留90天之久,他們還面臨著幾個技術挑戰。該團隊還沒有把太陽能電池板裝在原型機上——這次試飛使用的都是電池。他們需要攻克的一個難題是:如何造出能量密度足夠高的電池,讓無人機可以執行長期任務。再有就是成本問題—— Facebook表示,如果要在全球部署Aquila無人機艦隊,就需要把Aquila造價大大壓低才行。 「我們需要開發更高效的機載電源和通訊系統;保證這種無人機對結構性損壞有一定的耐受力,降低維護成本,並能在空中停留較長的時間,以便把艦隊的無人機數量保持較低水平,同時把無人機飛行監督人員的數量減少到最低限度 ,」考克斯在博客中寫道。

Aquila在監管上面臨的障礙,可能不亞於團隊目前在物理定律方面面對的挑戰。 Facebook和谷歌正在聯手與政府部門(比如聯邦航空管理局)合作,希望獲得試飛許可,獲得提供數據服務所需的頻譜。

Facebook表示,它不打算使用Aquila建立自己的蜂窩網絡。扎克伯格說,它希望把這種技術授權給——甚至是免費提供給電信公司、政府和非營利組織,在緊急情況下, Facebook甚至可以指揮公司的無人機艦隊飛到發生騷亂的地區,為醫院和非營利中心提供網際網路連接。

但目前還不清楚,政府對Facebook連接世界的最新做法有怎樣的接受度?該公司在外交上的努力有時候顯得相當笨拙,比如印度監管機構禁停了Facebook的Free Basics項目(該項目免費為用戶提供一些網際網路服務,印度監管機構給出的理由是,這樣做會違反網絡中立性)。畢竟,讓更多的人可以上網,是讓更多的人使用facebook的一種方式——監管機構擔心該公司的最終目標是(對於大多數用戶來說)取代開放的web,以便獲得更多的廣告收入回報。

扎克伯格表示,該公司已從其在印度的失敗中吸取了教訓,當然他也希望這個挫折只是暫時的。 「在如何與政府和監管機構打交道方面,我們已經學到了很多東西,我們將帶著這些經驗繼續前進,」他說。

太陽能無人機將在監管方面引發其他問題,他說,「但是,當我和世界各地的領導人見面時,很多人都表示對此非常看好,因為他們希望本國民眾能夠上網,他們希望能夠獲得更多的機會。而上網是人們獲得更多機會的最好方法之一。」

Aquila前面的道路如何目前還不是很清楚,它必然會遇到一些阻礙和波折。但扎克伯格的態度很堅決:全球有數十億人現在還不能上網,他們理所當然應該獲得上網服務。而Facebook要想實現扎克伯格的長期願景,每個用戶都需要獲得更多的帶寬才行。首次試飛的圓滿完成,代表著該公司向這個願景邁進了一小步。但在號召力方面,它給Facebook帶來了巨大的成功。

「我認為,未來某天,在城市郊區以及有人類居住的地方,將有數以千計的太陽能無人機在空中飛行,上網也會因此變得更普及,更便宜,」扎克伯格說。 「而且我認為,在它們的幫助下,將有十多億人變得可以上網。這是一個早期的裡程碑,但也是一個很重要的裡程碑。」

扎克伯格笑了起來。「你可能沒想到facebook會做這樣的事情——因為我們不是宇航公司,」他說。「但我感覺,我們正在變成一家宇航公司。」(編譯/Kathy)


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