谷歌的LOON项目志在建立一个覆盖全球的环状连接网络，为偏远地区提供互联网接入服务。2013年谷歌首次对外公布此项目，时至今日，已初具规模，与多个国家达成了合作意向。

    LOON最早的测试始于2011年，使用了一个气象气球及现成的最基本的无线电发射装置。团队后来开始制作非常大的气球以期能够携带足够的设备保证20km高空与地面的通信连接，这是他们最初较大的“信天翁”版本的雏形；后来他们又制作了141英尺长的“鹰”版。为了保证头顶始终有气球提供联网，他们需要建立一个系统可以大规模制造这种气球，在这个思想的指导下设计了最后的“夜莺”版本，这是一种前所未有的设计。

   现在他们揭秘了相关的档案，从最原始的气球到最新的批量设计，看看他们在开发气球的过程中是如何面对这些挑战的。

    代号翼龙，这些气球绝对是该项目中恐龙级的选手了，仅仅是从网上买来的气象乳胶球，带着设备一直往上飞，直到爆炸，然后借助一个小降落伞把设备带回地面。但是它们的滞空时间也足以完成原理验证。

        这些测试验证了气球驱动互联网的可行性，但是团队很清楚气象气球不是长久之策，因为它们并不是用来长期在平流层飞行的。于是，这些气球狂热爱好者开始静下心来扪心自问：“如果我们想做驱动整个世界气球互联网络，应该制作哪种气球呢？”

   于是他们创造了“信天翁”：手工将12片聚氨酯薄膜缝制起来，制作每个气球花费了团队超过12小时的时间，但最后确实物超所值，信天翁飞得更高更久，给团队大量的机会来测试早期的联网设备。

      白头翁是他们早期的一次“太阳气球”的尝试，他们希望制造一种能够理论上可以自己呆在空中的气球，白天内部的气体加热，密度降低，高度上升，晚上高度下降，每次太阳升起，浮力能够恢复到开始的水平，气球恢复到正常高度。从原理上讲，这个主意还不错，但是大批量地制造这种形状的气球显然是不现实的。

   白头翁不但造着麻烦，发放时还需要特别的技巧。上图是发放团队在加利福尼亚中央山谷中发放白头翁时，遇到大风吹着气球在山谷里翻滚。（这种形式的气球，浮空君的同事给起了个形象的名字，糖三角）

      一个漫长而又阳光明媚的午后，LOON团队突然觉得设计一个正圆球会不会很有意思。这个闪闪发光的圆球从未发放过，但是它为LOON团队的气球设计指明了一个新的方向。为了更长的飞行时间，团队开始着手设计超压气球。当气球内部的压力逐渐超过外面的压力时，可以在较长时间内维持恒定的高度。对于超压球来说，球形显然比有锐角的形状更有利于压力均匀分布，避免应力集中。于是这个阳光明媚的周末激发了LOON团队最早的设计长航时飞行气球的灵感。

       经过几次失败之后，LOON团队确信已经做出了一个可行的超压气球方案，这个气球大到足够支撑LOON的信号传输设备。问题是，他们没有找到任何一种合适的材料或者制造方法去做出一个足够结实的球体去承受如此大的压力。但是团队的想法首先是证明这种设计的可行性。于是，使用早期气球原型的一些边角料，制造了猎鹰，一个127英尺长的硬化聚脂薄膜制成的圆柱体，比两条保龄球道还要长。

      猎鹰2号跟猎鹰1号的设计一样，但是采用了透明的聚酯薄膜，具有更好的焊接强度。得益于焊接强度的增加，猎鹰2号成为他们第一个超压浮空器，它被成功放上了天空并飞了12天，有很多人误以为在美国的肯塔基州看到了UFO。

       Hawk版本长度达到了141英尺，远超猎鹰的长度。Hawk增加了副气囊的设计，可以用来控制高度，往副气囊内打空气，总重就会增加，高度就会下降，反之高度就上升，可以通过高度的变化来选择不同的平流层风向。确定了这一操作气球的关键因素之后，他们开始寻找可以帮助他们大规模设计和制造气球的合作伙伴。

       LOON团队与Raven aerostar合作制造了朱鹮版本，后者是气球设计和制造领域的专家。与Raven aerostar合作后终于可以制造足够多的气球进行缩比测试，采用的南瓜造型也比圆柱设计结实的多，但是后来并不是一帆风顺，最开始在新西兰进行的初步试验表明，续航时间只有5天。但是时至今日，随着设计和制造流程的不断改进，他们已经能够批量生产续航天数100天以上的气球，其中最长记录为187天。

     在努力提高飞行时间的同时，团队也在持续改善信号传输技术。他们需要更小更灵活的平台，可以快速下降并回收，来反复测试他们的设备。Raven aerostar给他们提供了更小尺寸的茶隼版本零压气球，很好地完成了一次又一次测试任务。在2014年项目正式公布一周年之际，他们使用茶隼气球完成了在巴西的设备到设备之间LTE通信测试。  

      根据LOON团队未来的需求，加上了全功能的信号传输设备，电源和操纵阀等设备，重量超出了朱鹮的载荷能力上限。Raven aerostar又给他们提供了百灵鸟版本，这是他们设计的最大的气球版本了。百灵鸟增加了30%的载荷能力，我们可以充分测试飞行导航，供电和信号系统。

       同时，气球制造团队致力于开发一个生产流程，可以持续制造合格的超压气球，他们引进了缺陷检测系统可以自动检测膜片上最小的漏洞和缺陷。灰背隼首先采用了这个制造流程，大约只有百灵鸟一半的尺寸，但是获得了与后者一样的升力，更重要的是，达到了续航100天的目标。

      时至今日的夜莺版本是LOON团队和Raven aerostar团队共同智慧的结晶，集合了以前版本的所有优点，可以携带全功能的LTE测试设备，气球之间通信设备，连接地面基站的设备，而且可以批量生产。虽然还有很多工作要做，但是一想到夜莺将给农村和边远地区带来持续不断地互联网接入，团队成员个个感到欢欣鼓舞。

     到了夜莺版本，LOON气球算是基本定型了，而且也取得了比较理想的效果。来看看谷歌给其研发里程中的气球版本起的名字吧（飞鸟集）。

      1、探空气球 ：翼手龙  pterodactyl

       2、信天翁    Albatross

       3、白头翁    Grackle

       4、 正圆球，没发放，无代号

       5、 猎鹰-A Falcon—a

       6、猎鹰V2  Falcon version 2

       7、老鹰   Hawk

       8、 朱鹭  Ibis

       9、 茶隼 Kestrel

      10、百灵鸟 Lark

       11、 灰背隼 Merlin

       12、夜鹰 Nighthawk

       首先，谷歌认为探空气球不是自己设计的，所以起的代号翼手龙只是代表这个序列里面的古董级选手，起名字并不符合字母表顺序。这里面有一个明显的失误，就是白头翁首字母是G，怎么能在猎鹰前面呢？会不会是谷歌自己搞错了？后面的一系列确实是按照字母表挨个来的，H，I，K，L，M，N。

          看了LOON气球的研发里程，也许你的第一感觉是为谷歌的钻研精神所叹服，一开始谷歌确实是从零开始搞研发的，从信天翁到老鹰，我们可以看出来，很遗憾，这些版本的气球水平还是很低的，可以不夸张地说是业余水平，但是到了朱鹭版本开始，剧情逆转了，直接上超压南瓜球这么高大上的技术了。什么原因呢？Raven aerostar团队参与了气球的设计。

       这Raven aerostar团队来头可大了，在浮空界可以算是如雷贯耳吧。该公司除了向CSBF（大名鼎鼎的哥伦比亚气球中心）提供大尺寸的科研用高空气球外，还向各界用户提供数百至一千五百立方米，载荷数公斤的小型探空球和零压气球。高空气球是该公司的主要航天类产品，其他种类的产品包括体育热气球、军事充气目标、降落伞、系留气球、广告气球、防护服等。该公司及其母公司Raven 还参与研制NASA的ULDB气球。

        自从aerostar团队参与LOON项目后，可谓进展神速，夜鹰版本的平均续航时间大幅度提高，据说在100天以上。看来专业的事情还是要让专业的人来做，在全球合作的背景下，你不需要亲手做项目中的每一样零件，提出你的需求就可以了，毫不夸张地说，谷歌一开始走了不少弯路，早点找Aerostar就不会这么曲折！

        也许您有着与谷歌一样的情怀，也许您也心怀伟大的梦想，只是需要一个类似LOON气球一样的平台，不用远赴米国找aerostar合作，点击阅读原文，在国内你就可以找到同样成熟的合作伙伴 ，赶快行动吧，我们是专业的。

浮空器   公众号ID：AOELTA

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