住んでいる場所によっては、携帯電話基地局からの高速で安定したデータ接続を当たり前のように受け取ってしまいがちです。しかし、もちろん、世界中の誰もがそのようなインフラの近くに住んでいるわけではありません。また、災害の後には携帯電話ネットワークが麻痺してしまうこともあります。
Googleの姉妹会社であるLoonは、地上約19キロメートル上空を浮遊する気球を用いてこの問題の解決に取り組んでいます。ヘリウムガスを充填したこの気球は、地上から携帯電話の電波を受信し、気球から気球へと伝達して必要な場所に届けます。気球の底部に取り付けられた機器がLTE信号を発生させ、下にいる人々に通信を提供します。1つの気球で、その真下約500平方キロメートルをカバーできます。
実際、Loonはつい先日、大西洋上空372マイル（約600キロメートル）以上離れた2つの気球間でデータを送信したと発表した。また、ネバダ州とカリフォルニア州上空約621マイル（約990キロメートル）にインターネット信号を送信した。まるでポニーエクスプレスの乗り手が郵便小包を配達するように、気球から気球へとジグザグに飛び移りながら送信したのだ。
システムの仕組みは次のとおりです。
バスケットボールを投げるのと同じように
気球システム全体は、地上局から近くの気球に送信されるインターネットへの直接接続に依存しています。そして、気球間でデータを送受信するために、各浮遊体はバスケットボール大の2～3本のアンテナを使用して相互に送信します。
これらのアンテナはジンバルと呼ばれる関節式アームに取り付けられており、電子誘導によって正しい方向を向いています。「気球は常に動いているため、常に位置を調整してロックを維持する必要があります」と、Loonのエンジニアリング責任者であるサル・カンディド氏は言います。風で気球が動いても接続が途切れないよう、アンテナは可動式になっています。
移動アンテナを介して気球から気球へデータを送信する方法はミリ波信号を使用しており、これは携帯電話プロバイダーが5Gの速度を大衆に提供することに関心を持っている方法の1つでもあります。
机から約65,000フィートの高さにある2つの気球間で信号を送信するには、かなりの電力が必要になると思われるかもしれないが（気球は太陽光発電で稼働している）、キャンディド氏によると、解決しなければならない最大の問題は、それらのアンテナが正しく一列に並んでいることを確認することだという。
「一番重要なのは精度です。成層圏では電力要件はそれほど厳しくありません」とキャンディド氏は言う。「これはビームが狭く、ポイントツーポイントのリンクです。」彼は、必要な精度を、バスケットボールをゴールに突き刺してフットボール場を横切るようなものに例える。
同社が誇る気球間の長距離通信についてはどうだろうか？カリフォルニア州とネバダ州上空の通信には、地上から送られたインターネット接続信号が実際に使われたが、大西洋上空の372マイルの通信は、インターネットに接続せずに2つの気球間でやり取りされたデータだけだった。
なぜそれが重要なのでしょうか?
Loonは来年、このシステムを用いてケニアでサービスを開始する予定で、Telkom Kenyaと提携して地上から気球に信号を送信します。しかし、気球の利用は、世界中の携帯電話にLTE信号を提供するための一つの方法に過ぎません。
MITの電気工学およびコンピュータサイエンスの教授であるミュリエル・メダール氏によると、Loonが採用している一般的な戦略はマルチホップシステムと呼ばれ、信号が基地局からドローンや衛星などのルーティングポイントを経由して前方へ飛び移るという。
「こうしたタイプのアーキテクチャは長年存在し、今もなお導入され続けています」と彼女は言います。自宅のWi-Fiシステムにエクステンダーを追加したり、メッシュネットワークを構築したりするようなものだと想像してみてください。
もちろん、可能であれば有線接続が望ましいですし、携帯電話の基地局は物理的な配線で電力網に接続されています。しかし、有線接続には費用がかかり、それに伴う物流上の問題も発生します。「世界全体がスパゲッティの皿のように見えるなんてあり得ません」と彼女は言います。ですから、スパゲッティの代わりに、浮かぶ風船のミートボールを想像してみてください。
