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jueves, 5 de noviembre de 2015

¿Cómo funcionan los globos de Google para internet?

Mediante globos aerostáticos,  inflados con helio, flotando en la estratósfera, que funcionan como repetidoras, Google está experimentando para proveer internet en lugares donde es difícil realizarlo por métodos convencionales. Aquí hemos intentado recopilar la escasa e incompleta descripción que hacen Google y otros medios de este insólito proyecto e intentamos explicarlo de la mejor manera posible. El nombre del proyecto es Loon, que quiere decir algo así como chiflado, o loco.

La navegación de los globos en la estratósfera
La capa más baja de la atmósfera es la tropósfera que se extiende desde el nivel del suelo hasta unos 9Km en los polos y hasta unos 18Km en el ecuador, teniendo  valores intermedios en las partes del globo ubicadas entre estos dos extremos.
La estratósfera comienza donde termina la tropósfera hasta unos 50Km de altura. La mayoría de los aviones a reacción vuelan por la parte más baja de la estratósfera, evitando la turbulencia a que se enfrentan en la tropósfera, disminuyendo el rozamiento con el aire denso de la tropósfera y con ello el consumo de combustible.
Los globos de Google flotan a unos 20Km de altura, según lo dicho por el mismo Google, quien además dice que sus globos flotan al doble de la altura de la mayoría de los vuelos de los aviones. Esto creo que es cierto en determindas latitudes. Recuerdo haber estado a bordo de aviones en la Patagonia, en que el comandante de la nave nos informaba que estabamos volando a 10.000m de altura, aunque no se si estábamos en la tropósfera o en la estratósfera a esa latitud, pero en esa oportunidad se cumpliría la regla enunciada por Google.
De cualquier manera creo que sería lógico pensar que los globos flotarán en cada latitud de modo que en condiciones normales no se interpongan en las rutas de los vuelos de los aviones. Dicho sea de paso, a los 20Km de altura, donde vuelan los globos de Google, la temperatura es de 50ºC bajo cero.
En la estratósfera no hay vientos verticales, sino horizontales y su velocidad, según Wikipedia, está comprendida entre 8Km/h y 32Km/h. El sentido de estos vientos puede ser de este a oeste, o de oeste a este, según la altura en que se encuentren los globos en proximidades de los 20Km de altura. De este modo habría una gran cantidad de globos girando alrededor de la Tierra, impulsados por los vientos según un determinado paralelo, por ejemplo siguiendo el paralelo 40, en un sentido, digamos de oeste a este, y otra cantidad similar girando de este a oeste, como se muestra en la Fig.1.

Fig.1
Como Google tiene posibilidades de comandar remotamente a los globos para que suban o bajen, puede aprovechar esta posibilidad combinada con el movimiento de los globos por el viento,  para ubicarlos en los lugares que sean necesarios. Ver Fig.2 y el video más abajo, para entender la idea.

Fig.2 – Globos arrastrados por vientos de sentido contrario, que pueden agruparse
al hacerlos bajar o subir.
Como se presta el servicio de internet (Fig.3)
El acceso a internet lo suministra el Proveedor de internet local en su edificio en tierra. Google tiene un radioenlace entre el globo que se encuentre volando más cerca del edificio del proveedor local y dicho edificio. Los globos están comunicados entre sí por radio. El globo que se encuentre mejor ubicado respecto del area a cubrir de los usuarios de internet, les provee vía radio a los usuarios el acceso a internet del proveedor local en el protocolo LTE, o sea 4G. Los usuarios acceden a la señal de radio por medio de sus teléfonos 4G, o por medio de una antena fija especial que les provee Google, que tiene posibilidades de suavizar el efecto del movimiento de la antena de los globos, conectada a sus computadoras. Es de imaginar que esas antenas incluyen un demodulador de la señal de radio que recibe la antena.
Cada globo puede cubrir con señal de internet, según Google, un area circular sobre el terreno de 40Km de diámetro. Esa sería el área de cobertura que permitiría la altura de los globos, la potencia de los transmisores, la atenuación de la propagación y la curvatura de la Tierra.

Fig.3 
¿QUÉ EQUIPAMIENTO DE COMUNICACIÓN TIENEN LOS GLOBOS?
Respuesta de Google:
“Cada globo tiene dos transceptores de radio principales: una estación base LTE de amplia cobertura (o "eNodeB") y un vínculo direccional de alta velocidad con el que se establece la conexión a Internet. Además, hay una tercera radio de repuesto que utilizamos para comunicarnos con los globos desde el suelo en caso de que las demás fallen o queden fuera de rango.”
Interpretación: El primero de los transceptores que menciona es seguramente el que utiliza para comunicar al globo con los usuarios de internet y el segundo debe ser el transceptor que comunica al globo con el proveedor de internet. Probablemente el 3er transceptor sea el que usan para enviarle las órdenes a los globos, como la órden de bajar o subir, o la de emitir hacia los usuarios, por ejemplo y por el que reciban la información que les transmite el globo.
En esta respuesta estaría faltando el transceptor que comunica a cada globo con los demás globos.
¿QUÉ EQUIPAMIENTO ELECTRÓNICO CONTIENEN LOS GLOBOS?
Respuesta de Google:
“Además de las radios especializadas que proporcionan el servicio de Internet a los usuarios de la Tierra, los globos de Loon transportan instrumentos que controlan las condiciones meteorológicas y ambientales, sumados a unidades de GPS que mantienen un registro de sus patrones de vuelo. El equipamiento electrónico recibe energía a través de paneles solares, y el exceso de energía se almacena en una batería recargable, lo que permite que el servicio continúe durante la noche”.
¿CÓMO SE CONTROLA EL MOVIMIENTO DE LOS GLOBOS?
Respuesta de Google:
“La flota de Loon se dirige y se controla desde el Centro de control de la misión Loon, donde se utiliza una combinación de planificación automática con supervisión humana. Además, cada globo tiene la capacidad de realizar algunas funciones de control de vuelo, como la ventilación de gas para evitar explosiones o el despliegue de paracaídas en caso de que descienda demasiado rápido.”
Interpretación:
El globo está lleno de helio en la parte de arriba y de aire en la de abajo y cuenta con una bomba que permite hacer entrar o salir el aire según se necesite para regular la altura. Cuando se quiere que baje se hace entrar aire y cuando se quiere que suba se hace salir aire. El aire más denso dentro del globo tiene mayor peso.
Cuando los globos llegan al fin de su vida útil (unos 100 días, según Google), se hacen descender a tierra, para lo cual se deja salir el helio de su interior y el equipamiento que contienen se vuelve a utilizar.
Antes de la subida para integrarse a la red de globos y antes del descenso para sacarlos de servicio, Google pide autorización a todos los servicios de aviación, para estar seguros de que no interferirán en el vuelo de los aviones.
Para el caso en que los controles fallen y los globos caigan con sus 87Kg de peso, cuentan con un paracaídas que se abre cuando esto ocurre.
Algunos incidentes producidos por los globos de Google
A pesar de todas las precauciones que Google dice tomar, es facil imaginar que la presencia de los globos flotando en la estratósfera, en su subida o en su bajada de ella y las caídas constituyen una altamente probable causa de incidentes.
1) En marzo de 2014 un globo del proyecto Loon cayó en la Estancia San Roque, a unos 70K de la localidad de Las Heras, al norte de la Provincia argentina de Santa Cruz. Después de varios días del incidente, Google recogió el artefacto. http://noticiasaustral.com/2014/03/19/el-globo-que-cayo-en-las-heras-no-era-de-la-nasa-sino-de-google-por-una-prueba-para-conexion-wi-fi/
2) En mayo de 2014 un globo del proyecto Loon de Google se estrelló contra una línea de energía eléctrica en el Estado de Washington (EEUU). http://techcrunch.com/2014/06/03/one-of-googles-project-loon-balloons-crashed-into-power-lines-in-washington-state/
3) El 20 de junio de 2014, puso en alerta a las autoridades de Nueva Zelanda, cuando personal de seguridad detectó que un globo Loon se vino abajo. http://www.theregister.co.uk/2014/06/20/thats_no_plane_wreck_thats_a_google_wifi_balloon/
4) En noviembre 2014 un granjero sudafricano encontró un globo Loon que se estrelló en el desierto de Karoo entre Strydenburg y Britstown. http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/africaandindianocean/southafrica/11243440/South-African-sheep-farmer-discovers-downed-Google-Loon-balloon-crashed-in-Karoo-Desert.html
5) El 23 de abril de 2015, un globo Loon se estrelló en un campo cerca de Bragg City, Missouri, EEUU. http://www.kctv5.com/story/28906631/device-known-as-google-loon-lands-in-missouri  (actualmente la página con la noticia ha sido desabilitada)
6) El 12 de septiembre de 2015, un accidente de globo loon se estrelló en el césped delante de alguien, sobre el Rancho Hills, Chino Hills, CA, EEUU. https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Loon#cite_note-31
El helio es un elemento escaso en la Tierra y no renovable
El helio no abunda en la superficie terrestre y cuando se deja escapar de los globos, como es más liviano que el aire, se vá hacia el Universo y no se recupera más. En la Tierra se lo encuentra en los yacimientos de gas natural. Se trata de un elemento escaso y costoso. Cuando se quieren abaratar costos, se lo reemplaza por hidrógeno, que es abundante y barato, pero muy peligroso.
Opinión personal sobre el proyecto Loon
Si comparamos la calidad y confiabilidad del servicio del proyecto de los globos de Google, con el servicio que suministra un satélite de comunicaciones geoestacionario, hay una diferencia muy grande, a favor del satélite. La única ventaja de los globos es que por estar a unos 20Km de altura, la señal sufrirá menor retardo, comparado con los 36.000Km de altura a que se encuentra el satélite.
Tener girando alrededor del mundo a baja altura una enorme cantidad de globos de unos 85Kg de peso, es temerario. Ya han existido incidentes producidos por la caída de algunos globos y la posibilidad de que se incrusten en la turbina de un avión es algo altamente probable, y si eso ocurre se está poniendo en riesgo a numerosas vidas humanas.
En la estratósfera no hay mayores incidencias del clima, pero si los hay en la tropósfera dentro de la cual los globos deben transitar en su subida, bajada y caídas. Los globos tienen un gran parecido con los dirigibles, que se dejaron de usar porque la experiencia con ellos no fue afortunada.
En América del Sur hay tres países que tienen satélites geoestacionarios para comunicaciones propios: Argentina (2), Bolivia (1) y Venezuela (2), por lo que no veo posibilidades de que haya necesidad del sistema precario de los globos de Google.
Según Google, 2/3 de la población mundial no tiene internet. Suponiendo que esta cifra fuera cierta, gran parte de esa población no tiene agua potable, o electricidad, o alimentos suficientes, o computadoras, o teléfonos inteligentes, o teléfonos de cualquier tipo, o dinero para pagar a un proveedor de internet, o instrucción primaria, o secundaria, o universitaria, o viviendas dignas, o varias de estas falencias juntas.
Yo me pregunto si las personas que tienen algunas o varias de esas falencias, el tener acceso a internet les va a resolver algo.  Si Google cree que sí, es señal de que viven en otro planeta: Ganímides, tal vez.
Para no extenderme más, en síntesis creo que el proyecto Loon de Google es la mayor estupidez que se le podría ocurrir a alguien y que no tiene futuro. Es simplemente ridículo.



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