Google在6月中公佈的“Google氣球”專案引起了業界的廣泛關注，美國《連線》雜誌網站週二刊登了一篇名為《Google氣球背後不為人知的故事》(The Untold Story of Google’s Quest to Bring the Internet Everywhere—By Balloon)的文章，詳細介紹了該專案從誕生到測試成功的全部過程。以下是文章詳細內容：
“Google氣球”專案
2012年10月16日，一個閃光物體出現在美國肯塔基州派克縣(Pike County)的天空，但無論是普通民眾，還是天文愛好者在觀察後都不知道這究竟是什麼，當地警察局甚至還接到了許多報警電話。
幾天後，《阿巴拉契亞新聞速遞》(Appalachian News-Express )發表了一篇名為《天空中的神祕物體引發居民關注》(Mystery Object in Sky Captivates Locals)的文章，對此事進行報導。當地電視臺也跟進了此事，就連CNN都派出了記者團隊。
有天文愛好者認為，這是外星人造訪地球的證據。那麼，這真是事情的真相麼？當外界為此進行爭論時，Google高管裡奇•德瓦奧(Rich DeVaul)正坐在加州山景城的會議室通過YouTube觀看自己的傑作。這個神祕的發光物體，正是他領導的Google團隊的傑作，屬於“Google氣球”專案的一場測試。
根據資料顯示，目前全球能上網的人大約只有27億，還不到全球人口總數的一半。在高速網際網路迅速發展的時代，Google想要把上網體驗帶給更多的人。當然，這也符合Google的戰略利益——畢竟，只要人們上網，就難免會用上Google的產品。
在“Google氣球”專案中，將藉助數千個漂浮在6萬英尺（約1.8萬米）高空的太陽能高壓氣球，通過無線網路與地面基站連線，然後讓彼此互相傳遞訊號。據Google介紹，每個漂浮在空中的太陽能高壓氣球，都可以作為下方直徑約25英里（約40公里）地區的無線基站。在訊號覆蓋的地區中，只要使用Google提供的天線，就可以通過一種升級版的WiFi技術進行上網。這是一項極為了不起的嘗試，因為這隻需很低的成本，就能夠為偏遠地區的人提供網路服務。
“登月計劃”與Google X
2013年6月15日，在經過兩年的研發、測試後，Google在紐西蘭基督城(Christchurch)正式揭開了“Google氣球”專案的神祕面紗。紐西蘭總理約翰•基(John Key)也到場進行了慶賀。在Google公佈“Google氣球”專案時，在太平洋上空就漂浮著30個裝有天線的太陽能高壓氣球，它們剛剛為當地大約50個家庭提供了臨時上網服務。
未來，這個數字是否能夠擴大至5萬？500萬？5億？甚至數十億呢？這是Google希望看到的，為了推動“Google氣球”專案的發展，該公司已經將此專案加入到高風險、高回報的“登月計劃”中。“登月計劃”由Google X部門負責，其包含的專案包括無人駕駛汽車、Google眼鏡等。
德瓦奧從麻省理工學院畢業時，博士論文就是與“記憶眼鏡”有關。後來，他加入蘋果公司，並參與了一系列祕密研究。2011年中，德瓦奧正式加盟Google，進入Google X的“快速評估” (Rapid Evaluation)團隊。
Google X的“快速評估”(Rapid Evaluation)團隊，最主要的任務是對各種理念進行分類，將可能成功的瘋狂創意與完全無法成功的瘋狂創意區分開來。據Google X實驗室負責人阿斯特羅-泰勒(Astro Teller)介紹，德瓦奧加入團隊後，他給了一些等待評估的創意給德瓦奧，其中就包括了通過平流層空氣球提供無線上網服務的點子。
Google創始人拉里-佩奇（Larry Page)對這個創意也非常關注，並時常在會議中提起。泰勒非常清楚，只要是佩奇感興趣的專案，通常都能夠獲得資金的支援，所以他和眾多技術專家早在幾年前就開始思考氣球通訊技術的前景。
困難重重
專案還未開始，開發團隊就遇到了一個難題：氣球受制於風向的變化。如果想讓氣球固定在某個位置，就必須通過外力來對抗風力，但這幾乎很難實現。洛克希德馬丁公司(Lockheed Martin)曾嘗試過利用太陽能飛艇實現這一設想，但在2011年的首次測試中，該公司研發的“高空長耐久力示範機” (High Altitude Long Endurance-Demonstrator)原型未能通過測試，最終被迫降落在賓夕法尼亞的一處叢林裡。洛克希德馬丁公司此後就在也沒有進行過類似的測試。
德瓦奧充分發揮了自己的想象力，最終找到了解決辦法。他決定放棄需要巨大能量抵抗風力的巨型氣球，轉而採用體積更小，價格更低的氣象氣球。這種氣球最多能夠在高空停留40天，並且能夠環繞地球飛行。在團隊討論時，德瓦奧談到了自己的想法：“為什麼不能放飛一組氣球呢？這樣可以覆蓋整個地區。”
德瓦奧的設想中存在一個明顯的缺陷：這種氣球在展開長達數週的環球飛行時，將無法控制它的方向。方案討論時，有團隊成員提出通過調整氣球的高度來利用風流。德瓦奧說:“我們討論後認為，可以通過控制氣球的升降，使它處在我們所期望的風向區域中。在這裡，我們只需分析過去和現在的海量風流資料，就能從中找到規律。這些資料都可以從美國國家海洋和大氣管理局獲得。”
資料分析對Google來說並不是什麼大問題，德瓦奧認為，藉助恰當的氣象學知識、超強的模擬技術和龐大的計算資源，就可以讓氣球進入理想的軌道。這與藉助風力航行的帆船進入目標港口一樣，都不需要任何動力燃料。
首次測試
2011年8月，德瓦奧開始了首次測試。他使用了非常廉價的乳膠“探空”氣球，但效果並不理想。這種氣球飛的越高，內部填充的氣體和外部大氣間的氣壓差會不斷增大，最終導致氣球爆炸。最後，德瓦奧決定採用了表皮材料製作的、能夠抵禦這種氣壓差的高壓氣球進行實驗。此外，他還找到了幾個Google工程師幫忙，這些工程師曾在一次公關活動中，將一個綠色的Android吉祥物放飛至數千米的高空。
德瓦奧對這些工程師說：“你們能夠將Android探空氣球放飛到數千米的高空，那麼你們或許有辦法幫我把一臺帶有WiFi發射器的小型Linux電腦放飛到太空邊緣上去。”
德瓦奧和幾位Google工程師將測試地點選在了加州中央山谷聖路易斯水庫旁的恐龍岬，他們首先給四個乳膠氣球充滿了氦氣，每個氣球中都搭載一個WiFi發射器，使其能夠與地面的接收器交換資料。
一切準備就緒後，他們放飛了氣球。開始階段，氣球平穩上升，隨後開始向東移動，速度非常塊。“我從沒認真的想過這件事。”德瓦奧說。所有的發射裝置仍安放在地上，但氣球已經飛到了幾英里之外，而它們很快就會遇到速度接近100英里/小時的氣流。
不得已，德瓦奧和其他幾人只能開著車追趕飄向遠方的氣球。他們在車上安裝了兩根定向天線，其中一根與頻譜分析儀（用來探測訊號強度）相連，另外一根與WiFi卡相連。“我們像瘋子一樣開車，就跟電影裡風暴追逐者一樣。”他說。
幸運的是，氣球往東飄了一段距離後，開始上升，德瓦奧也最終追上了它們。在汽車行駛了10英里（約16公里）後，他們收到了WiFi訊號。測試成功了。
組建團隊
在隨後的幾個月中，德瓦奧和團隊成員又進行了數次測試。德瓦奧開始熟悉氣球的飛行路線，有時甚至能提前在一個地點等待氣球的飛過。此外，德瓦奧還進行了多個實驗，以瞭解當距離地面基站最近的氣球能夠提供網路傳輸服務時，其他幾個氣球之間是否能相互傳遞訊號。
到2012年初，泰勒就已經明白，“這個專案不會再被取消了。”這時Google開始考慮組建更大的團隊、進行更長距離的飛行測試，並思考如何改進設計，從而這為真正的使用者提供寬頻服務。
由於德瓦奧更喜歡參與研發過程，而不願領導團隊，Google最終決定讓麥克-卡西迪(Mike Cassidy)來負責該專案。卡西迪上任後，除了招募常規無線網路工程師、無線電專家和電腦科學家之外，還引入了一些其他行業的轉業人士。
卡西迪說：“我們並沒有多少航天工程師，而這個專案需要航天工程師的支援。另外，由於負責發射和回收氣球的團隊經常需要在路況複雜的道路上作業，我們還招聘了兩名退伍軍人。其中一個是前海軍特種兵，另外一個則是無人飛機駕駛員。考慮到下一代氣球需要將特製的聚乙烯薄膜縫合到一起，我們還專門聘請了一些專業的裁縫來完成此項工作。”
為了使專案進展更加順利，這些Google X部門的員工還與Raven Aerostar進行了合作（美國國家航天局在近空間探測中就使用了該公司的氣球），雙方將共同想辦法解決氣球飛行持續時間、方向控制、能量消耗等問題。經過多方驗證後，他們決定採用雙氣囊設計（一個填充氦氣，一個填充空氣），另外還配備了一套閥門控制系統，使其能夠利用極少的能量實現高度調節。“這比開發火箭還難。”德瓦奧感嘆說。
氣球回收
為了探測壓力、溫度等環境因素，氣球上會安裝許多感測器，這使Google在測試過程中積累了大量的資料（目前版本可以傳輸189種資料），因此如何回收氣球也是Google X團隊成員考慮的問題。
在這些升上天空的氣球中，Google都配備了降落傘，當氣球遇到故障或者想要將氣球回收時，地面人員就能啟動一套放氣機制，同時開啟氣球上的降落傘。在測試初期，大多數氣球都降落在農場裡。有時候，好奇的路人會比回收團隊更早達到氣球降落地點，為了避免引起誤會，Google在氣球上用黑色字型寫明這是一次無害的科學實驗，並標明瞭“保羅“（Paul）的電話，路人撥打這個電話提供氣球位置線索就能獲得獎勵。在大約200次測試中，總計只有2個氣球沒有被收回。其中一個是撿到氣球的人並未與Google聯絡（Google通過GPS鎖定了氣球的位置，但因不想洩露專案祕密而放棄了）；另外一個則是在肯塔基州引發關注的閃光物體。該閃光物體在天空漂浮了11天，最後在加拿大境內降落。
軟體系統
在測試氣球的過程中，Google X團隊成員還開發了一套控制軟體，第一代版本被命名為“伏爾甘”（Vulcan）。隨著測試過程的深入進行，“伏爾甘”最終被一套名為“任務控制(Mission Control)”的全能作業系統所取代。
卡西迪表示：“這是一套純粹的網路系統，團隊成員可以通過任何PC或平板電腦與系統想連。”與此前的軟體相比，‘任務控制’系統的優點是：能夠分析美國國家海洋和大氣管理局的資料（包括當前狀態與歷史記錄）；可以利用Google的計算資源來規劃氣球飛行的理想路線；能夠將氣球引導至正確的高度，並追蹤它們的‘神經系統’和具體方位；在地圖上標註每個氣球的狀態和位置；向當地空管員發出資訊，告知他們螢幕上閃爍的訊號並不存在危害等。
連續飛行時間的困擾
儘管在測試過程中遭遇了諸多困難，但最難解決的還是如何讓氣球在高空連續飛行100天，甚至更長的時間。上世紀60年代末，一種名為“全球水平探測技術” (Global Horizontal Sounding Technique，簡稱GHOST)的氣象探測氣球曾創下了744天的連續飛行記錄，但此後再也沒有氣球能夠達到這一水準。
NASA在今年2月份也放飛了一個測試氣球，但最長也只飛行了55天，而且該氣球的尺寸遠大於Google的測試氣球。因此，當Google宣佈將定期以極低的成本實現兩倍的飛行時間時，一些業界人士就發出了嘲笑之聲。著名氣球駕駛者珀-林德斯特蘭德(Per Lindstrand)說：“這根本就不可能實現。隨便找一個懂科學的人都知道，要連續飛行3個星期都很少見了。”
但Google並不這想，他們認為通過改進技術能夠突破這個難題，比如採用高階的氣球材料、使用緊密的閥門輔助配件，採用能在低溫下將洩漏量降到最低程度的定製墊圈等。
精通氣球製作技術的Raven Aerostar副總裁朗-斯特羅斯切尼(Lon Stroschein)認為，根據Google工程師提供的方法，確實有可能突破氣球飛行時間的限制。Google自己的氣球專家丹-鮑溫（Dan Bowen）也對此充滿信心。他說：“Google在這個專案上的投入資源超過了任何一個團隊，包括所有民間專案和政府專案都無法做到像Google一樣。我堅信我們能夠實現自己制定的目標，甚至還有可能超越這個目標。”
Google氣球團隊在紐西蘭的成功，也讓Google X更加堅定了信心。隨著專案的不斷髮展，Google X團隊已經準備好在南緯40度線上，用300個氣球環繞在紐西蘭、智利、阿根廷和澳大利亞上空，為這些國家偏遠的地區提供無線網路服務。卡西迪說：“如果這個專案取得成功，我們會繼續向北擴張，將服務延伸至更多國家。”
根據Google氣球團隊的設想，他們未來會在全球安裝數千個氣球，並設定一些指定的回收點，然後每天由多個運營中心傳送數十個替換的氣球。卡西迪說：“我們意識到，全球還有數十億人無法上網。我們想幫助他們。”
“Google氣球”並不瘋狂
當然，如果Google氣球專案取得成功，Google不僅能獲得社會的肯定，還能獲得極大的經濟回報。但泰勒表示，Google X並不會受到嚴格的預算限制。他說：“如果你只把賺錢當做目標，那麼就會失去積極性。整個Google人員都明白，只要你想辦法把世界變得更美好，錢自然會來找你。”
Google希望，在未來幾年通過Google氣球上網的人數能夠與通過光纖、電纜上網的人數一樣多。這聽起來似乎是一個瘋狂的想法。但當Google氣球專案的新聞曝光後，這個大膽的專案並沒有遭到任何批評或嘲笑，反倒是得到了輿論和使用者者的一致稱讚。卡西迪說：“在計劃公佈後的那個星期一，我一共收到了850封郵件，其中超過100封都表示這個專案‘令人鼓舞’。”
現在看來，Google氣球專案或許並沒有我們想象中那麼瘋狂。