Come funzionerà l’Airborne Internet

L’argomento sulla bocca di chi usa il web oggi è uno: banda larga. Tra video in streaming, musica ad alta qualità e foto ad altissima risoluzione, i vecchi modem fanno fatica a stare al passo. Molti sono già passati a soluzioni come cavo e DSL per ottenere più banda. Ma c’è un’idea in arrivo che punta ancora più in alto: portare la banda larga… in cielo.

Almeno tre aziende stanno progettando di offrire connessioni Internet ad alta velocità senza fili usando velivoli posizionati in modo fisso sopra centinaia di città. Angel Technologies, con la sua rete HALO (High Altitude Long Operation), prevede aerei leggeri che orbitano in quota per fornire alle aziende una capacità superiore a una linea T1 e agli utenti domestici prestazioni simili alla DSL. AeroVironment, in partnership con la NASA, sta sviluppando un velivolo solare senza pilota con un approccio simile. Sky Station International, invece, punta su dirigibili al posto degli aerei.

Di seguito scopriamo come “Internet dall’alto” potrebbe cambiare le regole del gioco.

Il Web prende il volo

I computer di qualche anno fa montavano spesso modem a 56K: in condizioni ideali, 56 kilobit al secondo (Kbps) in download. Una velocità ormai insufficiente per video, musica e contenuti pesanti. È qui che entra in scena il bisogno di più banda: la broadband consente di trasferire più dati nello stesso tempo.

Le infrastrutture via cavo, però, hanno limiti fisici: la capacità dipende dal diametro del cavo o della linea telefonica. Nell’Airborne Internet questo vincolo non esiste: lo spettro radio, gestito con celle e antenne direzionali, permette una capacità potenzialmente molto più ampia.

• L’accesso Internet via satellite ha già dimostrato di poter funzionare. L’Airborne Internet si comporta in modo simile, ma con un vantaggio chiave: una latenza inferiore, perché i velivoli volano molto più in basso dei satelliti.
• I satelliti orbitano a centinaia di chilometri; gli aerei dell’Airborne Internet volerebbero a circa 52.000-69.000 piedi (15.800-21.000 metri), sopra il maltempo e ben oltre il traffico aereo commerciale.
• Anche i costi di dispiegamento sono inferiori: lanciare aerei in quota è più semplice (e meno costoso) che mettere in orbita un satellite.

Importante: l’Airborne Internet non sostituisce reti terrestri o satellitari. Le integra. La sua vera forza è superare il famoso “ultimo miglio”: quel tratto finale che spesso limita l’accesso alla banda larga perché dipende da cavi e dorsali fisicamente vicini all’utente. Con una piattaforma aerea, il “last mile” viene aggirato non appena il velivolo è operativo sopra la città.

Attenzione però: non è tutto wireless. Servono componenti a terra:
– Antenne utente da installare su abitazioni o aziende per collegarsi al nodo di rete in quota.
– Integrazione con gli ISP esistenti, che forniscono gli uplink ad alta capacità attraverso i loro punti di presenza in fibra.
– L’infrastruttura aerea estende la copertura dove i cavi non arrivano o non arrivano in tempi ragionevoli.

Nei prossimi paragrafi vediamo i tre approcci in sviluppo per portare la banda larga direttamente dal cielo.

Un “HALO” sopra la città

Angel Technologies sta realizzando la rete HALO utilizzando l’aereo Proteus, che funge da piattaforma per l’equipaggiamento di rete wireless.

• Il Proteus, progettato da Scaled Composites, ha ali molto lunghe e un basso carico alare, caratteristiche ideali per voli prolungati ad alta quota. Il carico alare è il rapporto tra la massa totale del velivolo e la superficie alare.
• Opera tra 9,5 e 11,4 miglia d’altitudine (15,3-18,3 km) e può coprire un’area fino a 120 km di diametro circa.
• È richiesto il via libera della Federal Aviation Administration (FAA) per le operazioni.

Il cuore della soluzione è l’hub di rete aerotrasportato, un payload di circa una tonnellata che permette di ricevere i segnali dalle stazioni a terra e ridistribuirli verso case e uffici:
– Array di antenne e componenti radio creano centinaia di “celle” virtuali al suolo, simili alle celle della telefonia mobile, per servire migliaia di utenti.
– Il carico utile è a liquido refrigerato e consuma circa 20 kW in corrente continua.
– Un’antenna parabolica di circa 18 piedi sotto la fusoliera riflette i segnali ad alta velocità dalla stazione terrestre verso i terminali degli utenti.

Ogni città nel network HALO avrebbe tre Proteus con equipaggio:
– Ogni aereo sta in volo per 8 ore, poi viene rilevato dal successivo.
– Dopo il decollo, il velivolo sale sopra il maltempo e il traffico commerciale e inizia a orbitare in un circuito di circa 8 miglia sopra l’area metropolitana.
– A bordo ci sono due piloti che si alternano durante la missione. Secondo Angel, ci sono circa 3.500 aeroporti negli Stati Uniti adatti al modello operativo HALO.

In pratica, l’utente finale vedrebbe prestazioni paragonabili alla DSL a casa, mentre le aziende potrebbero raggiungere capacità oltre una T1, con tempi di risposta più bassi rispetto al satellite.

Piattaforme che “galleggiano” in cielo

Sky Station International punta a bruciare la concorrenza affidandosi ai dirigibili, definiti “piattaforme più leggere dell’aria”. L’idea è posizionarne almeno uno sopra ciascuna di 250 città nel mondo.

• Queste stazioni volerebbero a circa 13 miglia d’altitudine (21 km), coprendo fino a 19.000 km² per unità.
• Ogni dirigibile è alimentato da celle solari e a combustibile, e può trasportare circa 1.000 kg di payload per la connettività.
• La vita operativa stimata è di 5-10 anni per piattaforma.

Per l’utente, i terminali a terra consentirebbero collegamenti broadband tra 2 e 10 Mbps. Il vantaggio dei dirigibili è la capacità di rimanere in posizione quasi fissa per lunghi periodi, offrendo una copertura stabile con apparati relativamente semplici da mantenere rispetto a soluzioni orbitali.

I piani “sub-spaziali” della NASA

Anche la NASA gioca un ruolo, collaborando con AeroVironment su un velivolo solare ultraleggero capace di volare per mesi senza atterrare. L’obiettivo: restare a 60.000 piedi di quota per sei mesi o più, fungendo da ripetitore per l’accesso Internet a banda larga.

Il progetto chiave è Helios:
– In fase di prototipo, con test ancora necessari per garantire l’autonomia richiesta da un sistema TLC operativo.
– Con i finanziamenti giusti, AeroVironment punta a un lancio del servizio entro tre anni.
– Un singolo Helios a 60.000 piedi coprirebbe un’area di servizio con diametro di circa 40 miglia.
– La propulsione è affidata a 14 motori elettrici brushless da 2 cavalli ciascuno, alimentati dal sole e da sistemi di accumulo.

Struttura e componenti:
– Materiali compositi: fibra di carbonio, epossidica al grafite, Kevlar e polistirene espanso, il tutto rivestito da una pellicola trasparente leggera.
– La trave principale dell’ala, in fibra di carbonio, è più spessa sopra che sotto per resistere alle sollecitazioni di flessione costante.
– Bordo d’attacco in polistirene e rivestimento in film plastico trasparente per massimizzare leggerezza ed efficienza.
– Configurazione “ala volante” divisa in sei sezioni da circa 12,5 metri ciascuna.
– Sotto ogni sezione è agganciata una gondola con carrelli di atterraggio: qui trovano posto batterie, computer di controllo volo, strumentazione, e con ogni probabilità anche gli hub di rete per il servizio TLC.

Il quadro che emerge è quello di un’Internet “a strati”, dove piattaforme ad alta quota si aggiungono alle dorsali in fibra e ai satelliti per dare copertura rapida, superare il problema dell’ultimo miglio e portare connessioni ad alta velocità ovunque. Quando questi aerei e dirigibili inizieranno davvero a pattugliare i cieli sopra le città, scaricare file pesantissimi per lavoro o intrattenimento sarà un’operazione rapida e alla portata anche di chi oggi è tagliato fuori dalla banda larga tradizionale.