Как энтузиаст технологий, ставший свидетелем преобразующей силы связи, я очень рад видеть потенциал, который имеют станции на высотной платформе (HAPS) в преодолении глобального цифрового разрыва. Я вырос в маленькой деревне с ограниченным доступом к технологиям и могу только представить, какие возможности HAPS может предоставить тем, кто сейчас живет в аналогичных обстоятельствах.
Как геймер, я не могу не чувствовать волнение от общения с миллионами людей по всему миру посредством онлайн-игр, но меня обескураживает осознание того, что более 3 миллиардов человек упускают из виду из-за неадекватной интернет-инфраструктуры, финансового неравенства и удаленности.
Как энтузиаст космоса, я часто стремлюсь к бесперебойной связи по всему миру, но иногда пересеченная местность и удаленные места создают проблемы из-за непомерных затрат, связанных с традиционной наземной установкой связи.
Беспилотные летательные платформы, оснащенные телекоммуникационным оборудованием (например, воздушными шарами, дирижаблями, дронами или самолетами), могли бы преодолеть цифровой разрыв, обеспечив доступ в Интернет в районах, которые в настоящее время недостаточно обслуживаются наземными и спутниковыми сетями. Это позволит большему числу людей полностью участвовать в нашем цифровом мире.
В этом контексте я — Мохамед-Слим Алуини, инженер-электрик, принимавший участие в инновационном исследовании, демонстрирующем возможность обеспечения высоких скоростей передачи данных и универсального покрытия 5G из стратосферы. Стратосфера, расположенная на высоте от 4 до 30 миль над нашей планетой, представляет собой второй слой атмосферы. Обычно коммерческие рейсы пересекают нижнюю часть этого слоя. Наше исследование было сосредоточено на измерении сигналов между станциями-платформами и наземными пользователями в трех различных ситуациях: неподвижный человек, человек, управляющий автомобилем, и оператор на борту лодки.
Проще говоря, моя команда оценивала мощность сигнала с учетом помех и фонового шума. Таким образом мы оцениваем надежность сети. Результаты показали, что наши платформенные станции могут обрабатывать приложения высокоскоростной передачи данных, такие как потоковое видео 4K, и покрывать пространство в 15–20 раз больше, чем обычные наземные башни.
Первоначальные бизнес-проекты Facebook и Google, направленные на коммерческое создание платформенных станций, не дали плодотворных результатов. Тем не менее, недавние инвестиции, достижения в области технологий и повышенное внимание со стороны авторитетных авиационных корпораций, а также инновационных аэрокосмических стартапов потенциально могут переписать эту историю.
Целью является глобальная связь, и именно это привело к тому, что идея платформенной станции была признана в отчете Всемирного экономического форума «10 лучших новых технологий 2024 года». Международная отраслевая инициатива HAPS Alliance, в которую входят академические партнеры, также продвигается к этой цели.
Быстро, экономично, гибко
Стационарные платформы предлагают более быструю, экономичную и адаптируемую альтернативу по сравнению с космическими системами.
Благодаря своей близости к Земле по сравнению со спутниками, эти станции обеспечивают более сильный и надежный сигнал. Это обеспечивает скорость связи в реальном времени, подходящую для стандартных смартфонов, задач обработки изображений с высоким разрешением и повышенную чувствительность для сенсорных приложений. Они передают данные, используя оптику свободного пространства (световые лучи) и крупномасштабные антенные решетки, что позволяет быстро передавать большие объемы данных.
Как энтузиаст, я пришел к выводу, что спутники могут быть подвержены слежке или нарушению сигнала, когда они проходят над враждебными территориями из-за своей орбиты. С другой стороны, наземные платформы выгодны, поскольку они остаются в воздушном пространстве одной страны, тем самым сводя к минимуму такие потенциальные риски.
Размещение оборудования на больших высотах часто является более целесообразным вариантом по сравнению со спутниками из-за значительных затрат на запуск и обслуживание. Бюрократическая волокита, связанная с обеспечением позиций в стратосфере, такая как нормативные требования и процедуры соблюдения, вероятно, будет менее сложной, чем сложные международные законы, регулирующие спутниковые орбиты. Более того, эти высотные станции легче модернизировать, что позволяет быстрее внедрять усовершенствования.
Стационарные платформы имеют потенциальное преимущество перед крупными спутниковыми группировками, когда дело доходит до снижения загрязнения. Спутники часто сгорают при входе в атмосферу, выбрасывая в атмосферу потенциально опасные металлы. С другой стороны, эти стационарные платформы могут работать на альтернативных источниках чистой энергии, таких как солнечная энергия и экологически чистый водород.
Ключевыми проблемами для практических станций-платформ являются увеличение времени, в течение которого они могут оставаться в воздухе, до нескольких месяцев, увеличение экологически чистой бортовой энергии и повышение надежности — особенно во время автоматического взлета и посадки через нижние турбулентные слои атмосферы.
За пределами спутников
Во времена кризиса или стихийного бедствия станции-платформы могут оказаться жизненно важными, поскольку они могут помочь в операциях по оказанию помощи, когда наземные сети становятся скомпрометированными или перестают функционировать.
Проще говоря, эти станции могут связывать гаджеты и детекторы Интернета вещей (IoT) в удаленных местах, что позволяет улучшить мониторинг окружающей среды и управление ресурсами.
В сельскохозяйственных условиях эти объекты могут использовать передовые технологии визуализации и зондирования, чтобы помочь фермерам отслеживать рост сельскохозяйственных культур, оценивать свойства почвы и эффективно управлять запасами воды.
Их способность создавать изображения с высоким разрешением может также помочь в навигации и картографической деятельности, имеющей решающее значение для картографии, городского планирования и реагирования на стихийные бедствия.
Кроме того, эти станции могут служить нескольким целям, размещая на себе инструменты для наблюдения за окружающей средой, исследования климата и дистанционного наблюдения за рельефом Земли, растительной жизнью и океаническими регионами.
От воздушных шаров до самолетов
Платформенные станции могли базироваться на самолетах разных типов.
Воздушные шары обеспечивают устойчивое и продолжительное функционирование на большой высоте и могут быть закреплены или отвязаны. И наоборот, дирижабли, часто называемые дирижаблями или дирижаблями, используют газы легче воздуха, они крупнее и маневреннее воздушных шаров. Они особенно полезны для наблюдения, связи и исследовательских целей.
По сравнению с воздушными шарами как планеры без двигателя, так и моторизованные самолеты обеспечивают более точное управление из-за их меньшей чувствительности к колебаниям ветра. Более того, эти моторизованные транспортные средства, такие как дроны и самолеты, способны генерировать энергию для устройств связи, детекторов и камер.
Мощность нового поколения
В будущем станции на платформах могут использовать различные источники энергии, такие как современные и эффективные солнечные панели, батареи большой емкости, двигатели внутреннего сгорания, работающие на водороде, вырабатываемом из возобновляемых ресурсов, топливные элементы, использующие зеленый водород, и, возможно, даже лазерную энергию. от наземных или космических солнечных станций. Эти технологии в настоящее время проходят испытания.
Современные разработки в области конструкции легких самолетов в сочетании с усовершенствованием эффективных двигателей и винтов позволяют самолетам дольше оставаться в воздухе и перевозить более тяжелые грузы. Эти инновационные легкие самолеты могут в конечном итоге проложить путь к стационарным платформам, которые смогут перемещаться в стратосфере в течение длительного времени.
Проще говоря, достижения как в моделях прогнозирования погоды на больших высотах, так и в моделировании атмосферы помогают нам более точно прогнозировать и воспроизводить условия эксплуатации этих платформ.
Преодоление глобального цифрового разрыва
К концу текущего десятилетия вполне возможно, что станции-платформы, особенно предназначенные для использования в чрезвычайных ситуациях, таких как стихийные бедствия, смогут стать коммерчески доступными. Например, японский консорциум выделил 100 миллионов долларов на разработку высотных станций на солнечной энергии, которые идеально подходят для отдаленных горных и островных сообществ.
Станции-платформы могут помочь сократить цифровой разрыв, предлагая расширенный доступ к основным услугам, таким как образование и здравоохранение, создавая новые экономические перспективы и улучшая реагирование на стихийные бедствия и экологический мониторинг. Поскольку технологический прогресс определяет их развитие, платформенные станции могут сыграть жизненно важную роль в обеспечении более справедливой и устойчивой цифровой эпохи.
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- Как выманить Фредди из зоны безопасности в FNAF: Into The Pit
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Тестовый проект
- Почему звезда «Убить Билла» Майкл Мэдсен подал на развод с женой ДеАнной после 28 лет совместной жизни? Вот все, что мы знаем
2024-09-07 13:58