Il progetto Loon: Google e l’Internet stratosferico

Il progetto Loon: Google e l’Internet stratosferico

Salendo 170 gradini di legno impolverati arrivo in cima all’Hangar Due del Campo di Aviazione Federale di Moffet vicino a Mountain View, in California. Il vasto capannone è stato costruito nel 1942 per ospitare dirigibili nel corso di una guerra che avrebbe visto gli Stati Uniti crescere e diventare una superpotenza tecnologica. Un’impalcatura elevata permette di apprezzare al meglio la stranezza di un progetto a cui sta lavorando Google – una parte dell’ultima incarnazione del dominio tecnologico americano.

In fondo all’hangar, i dipendenti Google sembrano minuscoli, a confronto con i palloni da 15 metri di diametro che ricordano delle gigantesche zucche bianche. Google ha lanciato in cielo centinaia di palloni come questi. In questo preciso istante, qualche dozzina di palloni sta volando sopra l’emisfero sud ad un’altezza di circa 20 km, nella stratosfera, due volte più in alto rispetto alle rotte degli aeroplani commerciali. Ciascun pallone trasporta una specie di gondola ricoperta di dispositivi alimentati da pannelli solari. Questi dispositivi stabiliscono un collegamento radio con la rete di telecomunicazioni a terra e garantiscono una copertura Internet cellulare ad alta velocità per smartphone ed altri strumenti. Si tratta del Progetto Loon, un nome scelto per la sua associazione al volo ed alla follia.

Google sostiene che questi palloni siano in grado di offrire un esteso beneficio economico e sociale portando l’accesso Internet a quel 60 percento di persone che al mondo ne sono sprovviste.

Google sostiene che questi palloni siano in grado di offrire un esteso beneficio economico e sociale portando l’accesso Internet a quel 60 per cento di persone che al mondo ne sono sprovviste. Molti di quei 4,3 miliardi di persone vivono in luoghi rurali dove le società di telecomunicazioni non hanno voluto costruire torri cellulari o altre infrastrutture. Dopo aver lavorato per tre anni e aver fatto volare palloni per più di tre milioni di chilometri, Google sarebbe quasi pronta a introdurre i palloni Loon.

Nella foto in alto: I palloni di elio vengono gonfiati fino a raggiungere le dimensioni che assumeranno nella stratosfera. Le camere d’aria al loro interno vengono riempite con aria o vuotate per controllare l’ascesa o la discesa dei palloni.

È curioso che una grande società pubblica si impegni a costruire infrastrutture volte ad aiutare le persone più povere del mondo. Oltre a professare il desiderio di aiutare il mondo, Google guarda al mercato delle attività online supportate da inserzioni pubblicitarie. È difficile trovare nuovi clienti nei mercati online in paesi quali gli Stati uniti.

L’accesso di miliardi di persone a Internet fornirebbe un valido supporto di occhi e dati personali ai quali rivolgere le pubblicità mirate. È per questo motivo che il Progetto Loon non è il solo a competere per un nuovo mercato: nel 2014 Facebook ha acquistato una società che produce droni a energia solare così da poter avviare il proprio progetto per un Internet aerotrasportato.

In alcuni test con alcuni dei principali operatori cellulari, i palloni hanno fornito connessioni ad alta velocità in parti isolate del Brasile, dell’Australia e della Nuova Zelanda.

Il progetto di ingegneria sociale su scala mondiale immaginato da Google è molto più avanti. In alcuni test con alcuni dei principali operatori cellulari, i palloni hanno fornito connessioni ad alta velocità in parti isolate del Brasile, dell’Australia e della Nuova Zelanda. Mike Cassidy, capo del Progetto Loon, sostiene che la tecnologia sia sufficientemente economica ed affidabile da permettere a Google di avviare i piani per implementarla. Entro la fine del 2015, la società vuole disporre di abbastanza palloni da poter testare un servizio pressoché continuo in diverse parti dell’emisfero sud. Seguirebbe l’implementazione commerciale: Google si aspetta che gli operatori cellulari noleggeranno i palloni per espandere le proprie reti. Il numero di persone che non dispone di un accesso a Internet dovrebbe quindi cominciare a ridursi rapidamente.

La rivoluzione dei palloni

«Un innocuo esperimento scientifico». Questo messaggio, assieme a un numero di telefono e la promessa di una lauta ricompensa in caso di restituzione, era appeso ai primi palloni che la società ha cominciato a liberare sulla Central Valley californiana nel 2012 dal laboratorio Google X. All’interno dei box era presente un comune router Wi-Fi modificato. I palloni erano stati costruiti da due sartorie assunte dall’industria della moda e trasportavano strumenti che potevano essere reperiti da un normale ferramenta.

Nella foto a sinistra: Il box da 15 chili che viene trasportato da ogni pallone Loon contiene computer che consentono agli ingegneri di volo di manovrarlo, oltre alle attrezzature per trasmettere connettività Internet a terra.

Il Progetto Loon pare sempre meno un progetto scientifico. Nel 2013, Google ha cominciato a collaborare con un produttore di palloni, la Raven Aerostar, che ha ampliato una fabbrica ed aperto una seconda per produrre l’involucro gonfiabile dei palloni. Nel giugno di quell’anno, Google ha rivelato l’esistenza del progetto e descritto i suoi primi test sul campo, in cui i palloni Loon sarebbero serviti principalmente a trasformare un prototipo funzionale ma grezzo in una tecnologia che promette oggi di espandere le reti di comunicazione del mondo.

I palloni andrebbero affittati agli operatori wireless, i quali potrebbero utilizzare spezzoni delle onde radio che già possiedono per collegare i palloni alle proprie reti

I capi progetto avevano pianificato l’acquisto del proprio spazio nello spettro radio così da permettere ai palloni di cooperare indipendentemente dalle reti wireless esistenti. Il CEO di Google, Larry Page, ha però scartato quell’idea sostenendo invece che i palloni andrebbero affittati agli operatori wireless, i quali potrebbero utilizzare spezzoni delle onde radio che già possiedono per collegare i palloni alle proprie reti. Questa decisione ha permesso a Google di risparmiare miliardi di dollari in concessioni dello spettro radio e trasformato i potenziali rivali in alleati. «All’incirca una società di telecomunicazioni su due vuole collaborare con noi», dice Cassidy.

Google ha anche apportato importanti migliorie al suo vascello stratosferico. Una delle modifiche più significative è stata lo sviluppo di un sistema per pilotare i palloni con precisione lungo migliaia di chilometri senza alcuna forma di propulsione. La stratosfera, che solitamente viene utilizzata esclusivamente da palloni meteorologici ed aerei spia, è al sicuro sopra le nuvole, le tempeste e i voli commerciali. È però soggetta a forti venti che talvolta superano i 300 km/h. Per riuscire a garantire una copertura wireless affidabile è necessario assicurarsi che un pallone si trovi sempre entro 40 km di distanza dall’area interessata.

Google ha risolto questo problema di aviazione tramutandolo in un problema informatico. I venti soffiano da direzioni differenti, a velocità differenti e in strati differenti della stratosfera. I palloni Loon sfruttano queste differenze modificando la propria altitudineUn pallone più piccolo al loro interno può essere gonfiato e sgonfiato per modificare altitudine e andare a cercare i venti che li porteranno dove Google vuole che vadano.

Il sistema è guidato da un software in un data center di Google che incorpora le previsioni dei venti offerte dalla National Oceanic and Atmospheric Administration

Il sistema è guidato da un software in un data center di Google che incorpora le previsioni dei venti offerte dalla National Oceanic and Atmospheric Administration degli Stati Uniti in una simulazione del flusso d’aria nella stratosfera. «L’idea è quella di trovare un sistema per districarsi attraverso i venti», spiega Johan Mathe, un ingegnere software che lavora al sistema di navigazione dei Loon. Una flotta di palloni può così essere coordinata in maniera tale da garantire che una particolare area sia sempre attraversata da un pallone.

Nella foto a sinistra: un pallone che è stato intenzionalmente fatto scoppiare per esaminare eventuali difetti.

La prima versione di questo sistema inviava un nuovo comando al giorno ed era in grado di assicurare, ad esempio, che un pallone lanciato in Nuova Zelanda continuasse a sorvolare la terraferma in attesa di venti prevalenti diretti ad est, grazie ai quali poter attraversare l’Oceano Pacifico, per poi raggiungere il Cile. Quel sistema, però, poteva solamente portare i palloni a qualche centinaio di chilometri di distanza dal bersaglio fissato. Per i test condotti in Nuova Zelanda e altrove, la società ha dovuto barare, liberando i palloni in prossimità del bersaglio per garantirne la presenza. Nel tardo 2014, Google ha migliorato il sistema di navigazione per riuscire a impartire comandi ogni 15 minuti. Ora, il palloni possono essere manovrati con una precisione impressionante lungo distanze intercontinentali. All’inizio del 2015, un pallone Loon ha percorso 10,000 chilometri e si è avvicinata entro 500 metri dalla torre cellulare desiderata.

Google ha anche dovuto trovare un modo per rendere i palloni più resistenti, così da poterli mantenere in volo più a lungo. Maggiore il tempo che trascorrono nella stratosfera, minore il costo di operazione della rete. Ciononostante, le considerazioni sul peso significano che l’involucro di un pallone resta delicato. Realizzato con un polietilene che al tatto ricorda un sacchetto dell’immondizia pesante, il materiale può essere facilmente perforato con la punta delle dita, e un semplice granello di sabbia vagante nella fabbrica può provocare un minuscolo foro che basterebbe a far ricadere il pallone a terra in meno di due settimane.

Google ha anche dovuto trovare un modo per rendere i palloni più resistenti, così da poterli mantenere in volo più a lungo. 

La prevenzione di queste lesioni è responsabilità di una squadra interna al Progetto Loon che ha passato ostinatamente al setaccio ogni possibile causa ed elaborato misure preventive. Questi ricercatori hanno studiato i palloni recuperati dalla stratosfera, esaminato registrazioni video di altri video fatti forzatamente esplodere a terra, e sviluppato un “rivelatore di perdite” attraverso il quale identificare minuscoli fori percependo l’elio in uscita. Le scoperte fatte dal team hanno portato a modifiche nel design dell’involucro esterno, a indumenti più morbidi per gli operai che devono camminare sul materiale durante la produzione, e nuovi macchinari per automatizzare alcuni dei processi di produzione.

Nel complesso, ci spiega Mahesh Krishnaswamy, responsabile della produzione per il Progetto Loon e precedentemente delle operazioni di produzione di Apple, Google ha introdotto le prime grandi modifiche che l’industria dei palloni aerostatici ha visto negli ultimi decenni. Questi cambiamenti hanno ripagato la società. Nell’estate del 2013, racconta Krishnaswamy, i palloni Loon duravano appena otto giorni prima di dover essere recuperati. Oggi, i palloni durano in media più di 110 giorni, mentre alcuni restano in volo fino a 130 giorni.

Nella foto a sinistra: I palloni Loon possono essere portati a terra rilasciando attentamente l’elio, ma in caso di emergenza possono fare affidamento su un paracadute.

Google ha apportato diverse migliorie anche al design del box e dei dispositivi elettronici. Restano però ancora diversi problemi da risolvere. La società deve perfezionare le connessioni radio o laser fra palloni, cosicché possano trasmettere i dati lungo una catena aerea e connettere regioni distanti da altre stazioni di terra.

Secondo Cassidy, però, la tecnologia del Progetto Loon è già pronta per mettere alla prova su scala mondiale il servizio Internet stratosferico. Entro quest’anno dovrebbe essere avviato un servizio “quasi continuo” lungo un sottile anello attorno all’emisfero sud. Questo anello attraverserà prevalentemente l’oceano, ma richiederà una flotta di oltre 100 palloni Loon attorno al globo, spiega Cassidy. «Forse per il 90% del tempo», dice, «le persone in quell’anello avranno almeno un pallone che li sorvola e gli permette di accedere a internet».

Buoni segnali

«Gli alunni erano così coinvolti che i 45 minuti di una normale classe non sono bastati a soddisfare la loro domanda di sapere»

«È durato appena qualche minuto, ma è stato bellissimo», racconta Silvana Pereira, la preside di una scuola in una regione rurale del Brasile, ripensando all’inusuale lezione di geografia in cui i suoi allievi della Linoco Gayoso Castelo Branco School hanno potuto accedere a Internet grazie ad un pallone Loon di passaggio.

Il servizio Internet in quell’area è inesistente, ma in quel particolare giorno la lezione sul Portogallo è stata arricchita da Wikipedia e da mappe online. «Gli alunni erano così coinvolti che i 45 minuti di una normale classe non sono bastati a soddisfare la loro domanda di sapere», dice Pereira.

La sua scuola si trova a circa 100 km da un’area metropolitana con più di un milione di persone, ma la sua regione è troppo povera e scarsamente popolata da interessare gli operatori wireless brasiliani ad investire in infrastrutture Internet. L’obiettivo di Google è cambiare questi mercati con il Progetto Loon. Il controllo di un pallone potrebbe arrivare a costare appena qualche centinaio di dollari al giorno – spiega Cassidy, e ciascuno di essi dovrebbe riuscire a coprire qualche migliaio di connessioni in qualunque momento. La società non ha rivelato quanto sta investendo nell’allestimento di tutto il progetto, né quante persone vi stiano lavorando.

Nella foto in alto: Fra le migliorie che Google sta testando per i suoi palloni (visibili in questo scatto dalle impalcature): l’impiego di idrogeno, che è più economico dell’elio, e l’installazione di un motore per regolare la posizione dei pannelli solari al fine di seguire il sole durante il giorno.

Cassidy è convinto che i suoi palloni sapranno tenere testa all’Internet offerto dai droni (ai quali sia Google che Facebook stanno lavorando) o dai satelliti (un’idea di Elon Musk, CEO di SpaceX). Questi progetti non sono allo stesso stadio di avanzamento. La costruzione ed alimentazione di droni o il lancio di satelliti costano caro. «Per un po’, i palloni avranno un grosso vantaggio di costo», spiega Cassidy. Ciononostante, Google potrebbe giocare anche su altri campi: lo scorso gennaio ha investito $900 milioni in SpaceX.

La tecnologia non è il solo elemento a tenere 4,3 miliardi di persone offline, però.

La tecnologia non è il solo elemento a tenere 4,3 miliardi di persone offline, però. Le norme in India, ad esempio, impongono che le società di telecomunicazioni forniscano una copertura alle regioni povere oltre che a quelle ricche, ma stando a Sunil Abraham, direttore esecutivo del Centre for Internet and Society, un think tank di Bangalore, il governo non impone queste regole. Abraham è persino preoccupato per il Progetto Loon per il modo in cui Google ed altre società Internet occidentali hanno operato negli ultimi anni nei paesi in via di sviluppo. Hanno stretto accordi con le società di telecomunicazioni in India ed in altri paesi per rendere l’accesso ai propri siti gratuito, mettendo i competitori locali in una posizione di svantaggio. «Accoglierei chiunque possieda tasche profonde e nuove tecnologie», dice, aggiungendo però che i governi dovrebbero prima sistemare i propri regimi regolatori per assicurare che tutti – non solo Google e soci – portino realmente dei benefici.

Le persone al lavoro nel Progetto Loon sono sicure che il bene pubblico sarà servito. Paiono tanto motivati dal desiderio di migliorare le vite delle persone quanto dall’incredibile tecnologia dei Loon. La voce di Cassidy freme dall’emozione quando ripensa alla gioia negli occhi della scuola brasiliana durante la lezione di geografia con il supporto di Internet. «Questo è un modo per cambiare il mondo», dice.

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