临近空间（Near space）是指介于普通航空飞机的飞行空间和航天器轨道空间之间的区域，一般定义为距地面20?100公里的空域，包括大部分平流层，全部中间层和部分电离层。由于其重要的开发应用价值而在国际上引起广泛关注。Google的Loon项目正是在这个空域中的应用开发，该项目计划在平流层（约20公里）放飞几百个到几千个太阳能气球，组成一个无线网络，并与地面基站连接，为全球尚未接入互联网的2/3人口（约48亿人）、广大亚非拉地区的新兴市场民众以及网络条件不好或不稳定的地区提供廉价的互联网服务，以填补互联网服务的盲区，使之也能享受到现代互联网服务和快速稳定的WiFi网络连接。据Google介绍，每个漂浮在空中的Loon气球，都可以作为下方直径约40公里地区的无线基站。在信号覆盖的地区，只要使用Google提供的天线，就可以通过一种升级版的WiFi技术进行上网。这将是一项大胆的、了不起的尝试，因为这只需很低的成本，就能够为偏远地区的民众提供互联网服务。
　　同时，依托Google Loon，可以帮助自然灾害频发地区或受灾断网地区恢复互联网连接，提供灾害情况下的应急通信服务和信息服务，Loon气球将是未来灾害情况下一种非常有用的备用通信设施和手段。
　　飞行高度与漂浮时间
　　Loon气球距离地面约20公里，完全充气后高12米、宽15米，它们将漂浮于平流层，并通过软件算法决定移动位置，而后上升下降到特定高度，随着风向移动和飞行，围绕地球构成一个“气球带”或称“气球环”，形成一个巨大的空中网络，为地面提供互联网接入和信息服务。Loon项目目前尚处于早期阶段，Google X实验室此前在新西兰南岛（South Island）、美国加州中央谷（Central Valley）等地区进行了试验，放飞了约30个气球，以观测其沿途提供WiFi热点连接服务的情况。2014年4月，Google X实验室将有关试验扩展到了内华达州的沙漠地区。
　　Loon气球可在空中漂浮约100天，若寿命终结或需要维修，地面控制人员可安排气球有序下降，Loon气球和球载通信设备均可循环利用。
　　就飞行高度而言，Loon气球可认为是一种临近空间飞行器。所谓临近空间（Near Space）一般是指距地面20~100公里的空域，处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间。临近空间之下的空域就是通常所说的“天空”，是传统航空器的主要活动空间；临近空间之上的空域就是通常所说的“太空”，是航天器的运行空间。
　　工作频段与作用距离
　　Loon气球上的控制、GPS与通信系统将实现对整个Loon气球的控制、定位以及与其它Loon气球的通信、与地面的通信等。据称，Loon的天线工作于2.4GHz和5.8GHz的免费公用ISM频段，每个Loon气球可为直径40公里的地面区域提供互联网接入服务，速度可达目前3G网络的水平甚至更高。另有消息称，2013年9月，为在2014年于内华达州沙漠地区开展的试验，Google自美国联邦通信委员会（FCC）获得了使用2个4G LTE服务频段的许可。
　　Loon气球下方的用户通过特殊的网络天线接入Loon气球提供的互联网服务，通信信号会在Loon气球之间不断反射，然后接入地面的全球互联网服务。
　　地面基站
　　在放飞气球的同时，Loon项目将在地面上建立一个基站网络，基站与基站之间的距离约为100公里，通过基站来将信号发射到空中的气球上。据称，Loon气球升空15分钟后，地面用户就可以连接到互联网上了。
　　飞行速度
　　Loon气球的飞行速度最快可达41公里/小时，Google称，Loon气球绕地球一圈大约需要33天的时间。在最近的试验中，一个Loon气球只用22天就完成了绕地球一周的飞行任务，创下了试验新记录。Google称，这只气球先在太平洋上空绕了几圈，然后乘着西风飞向了智利和阿根廷，随后又回到了澳大利亚和新西兰；一路上，它都处于咆哮的西风带之中，这就像是空中的高速公路，让Loon气球快速飞过海洋，来到人们需要的地方。
　　Google公司强调，目前，Loon项目仍处于早期试验阶段，各项试验工作正在加紧进行，Loon项目绝不是在做秀，目的就是要为全球众多尚未享受到良好互联网接入服务的人口提供高速稳定且价格低廉的WiFi连接和移动互联网服务。未来，Google Loon项目还有很长的路要走！
　　适用情形与潜在困难
　　Loon气球的覆盖面积将比普通的WiFi热点大得多，每个Loon气球可为1250平方公里的地区提供互联服务，相当于两个纽约市的大小。但这并不意味着能覆盖两个纽约城的气球能让两个纽约城的所有居民都用它来连接互联网，因为如果这样做，成千上万的使用者发出的无线通信信号将会出现严重的相互干扰现象，气球使用的信号带宽是有限的，无法分给那么多的人同时使用，寄希望于用一个气球来解决大城市居民的互联网连接问题是不现实的。
　　Loon气球主要面向的是地广人稀的空旷草原、农场、山区等情形。想在城市中心与人口密度较低的偏远地区之间建立互联网连接，电信运营商需投入巨资修建很多设备，成本非常高昂，对之而言是赔本生意。同样，对使用卫星来提供互联网服务而言，也是一个字??贵！例如，新西兰一些地方的农场主现利用卫星来上网，一个月交纳的网费可达1000多美元。Loon项目上网方案最大的优势就是可以在提供和城市中一样的宽带互联网连接的同时，价格比卫星和地面方式都要低廉得多，从而可为广大偏远地区提供价格可承受的高速互联网连接服务。
　　当然，在紧急情况下，对人口密集地区而言，Loon也有一展身手的机会，例如，一旦遇到像汶川地震这样的自然灾害，在地面光纤、通信设施、无线上网设备等全部被摧毁的极端情况下，Loon气球漂浮于云层上方海拔20公里的平流层中，台风、暴雨、龙卷风都发生在云层下方，这些气球可以毫发无损地在各种自然灾害、紧急情况下继续保持正常工作。
　　Google选址新西兰南岛的Christchurch地区进行Loon试验也是出于这方面考虑，并起演示作用。2011年，Christchurch地区发生地震，导致185人遇难，并造成数万人无法连接互联网。这次事件让Christchurch政府切身体会到了危机、应急通信的重要性。Google Loon项目对政府和救援组织等而言都将非常有用，可以帮助其迅速部署通信系统、联通受灾地区并保持局面稳定。
　　Loon项目看起来很“酷”，但实施起来并不像想象的那么容易，会遇到一系列难题。技术上最大的难题是要进行各种复杂数据的计算，如天气预报、气球飞行的方向和速度、不同气球之间的位置和距离等，保证气球不“随波逐流”。不过，数据处理正是Google最擅长的“活儿”！
　　此外，气球使用的高强度材料、大小、内置气体、供电装置以及当气球结束生命周期后的处置等问题，均有待Google做进一步考虑。除技术因素之外，Loon项目还需协调解决许多非技术方面的问题，如飞越领空问题、信息安全问题以及未来投入实际运营后与当地电信运营商的利益竞争问题等。
　　软件系统
　　在Loon气球测试过程中，GoogleX团队开发了一套控制软件，第一代软件称为“Vulcan”，随着测试的深入，Vulcan最终被一套称为“任务控制”的全能操作系统所取代。这是一套纯粹的网络系统，团队成员可以通过任何PC或平板电脑与之相连，以控制和管理这支围绕地球上方飞行的“气球大军”，使用户在需要的时刻能够使用其中的气球。
　　Google X通过复杂的算法和大量的计算资源来解决这一难题。起初，Google将整个Loon项目中的气球比作鸟群，每个气球都好比是鸟群中的一只鸟，每个气球在飞行期间都要留意附近的气球，以确保自己能够平稳地飞行在两个附近的气球之间，在未来投入实际运营后，情况定会变得进一步复杂，届时，每个气球不单要为自己工作，还要准确了解其它气球的工作状况，Google称之为“气球的蜂群思维”。
　　“任务控制”软件系统能够分析美国国家海洋和大气管理局的数据（包括当前状态与历史记录），能够利用Google的计算资源来规划气球飞行的理想路线，能够将气球引导至正确的高度并追踪其具体方位，能够在地图上标注每个气球的状态和位置，能够向气球下方的空管人员发出信息，告知其空管系统屏幕上闪烁的信号并不存在危害等。
　　在未来的Loon网络中，地面上用户的家、办公地点是固定的，而空中的气球基站是飘动的相比现有的地面移动互联网，这是不感觉有点颠倒？随着气球的漂移，当用户连接的气球慢慢飘出作用范围时，系统会自动将用户的连接信息移交给下一个接近用户的气球，在这个移交过程中，用户不会有任何感觉，网络将持续保持通畅。

（注：作者1联系为北京5111信箱）