Sekitar sepertiga dari populasi global, sekitar 3 miliar orang, tidak memiliki akses ke Internet atau memiliki koneksi yang buruk karena keterbatasan infrastruktur, kesenjangan ekonomi, dan isolasi geografis.
Satelit dan jaringan berbasis darat masa kini meninggalkan celah komunikasi yang, karena faktor geografi, membuat pemasangan peralatan komunikasi berbasis darat tradisional menjadi terlalu mahal.
Stasiun platform dataran tinggi — peralatan telekomunikasi yang ditempatkan tinggi di udara, pada balon udara, kapal udara, glider, dan pesawat terbang tanpa awak — dapat meningkatkan kesetaraan sosial dan ekonomi dengan mengisi kesenjangan konektivitas internet di dalam tanah dan jangkauan satelit. Hal ini dapat memungkinkan lebih banyak orang untuk berpartisipasi penuh di era digital.
Salah satu dari kami, Mohamed-Slim Alouini, adalah seorang insinyur listrik yang berkontribusi pada sebuah eksperimen yang menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk menyediakan kecepatan data tinggi dan jangkauan 5G di mana-mana dari stratosfer. Stratosfer adalah lapisan atmosfer terendah kedua, berkisar antara 4 hingga 30 mil di atas Bumi. Pesawat komersial biasanya terbang di bagian bawah stratosfer. Eksperimen tersebut mengukur sinyal antara stasiun platform dan pengguna di darat dalam tiga skenario: seseorang yang tinggal di satu tempat, seseorang yang mengendarai mobil, dan seseorang yang mengoperasikan perahu.
Rekan-rekan saya mengukur seberapa kuat sinyal tersebut dalam kaitannya dengan tingkat gangguan dan kebisingan latar belakang. Ini adalah salah satu ukuran keandalan jaringan. Hasilnya menunjukkan bahwa stasiun platform dapat mendukung aplikasi dengan kecepatan data tinggi seperti streaming video beresolusi 4K dan dapat mencakup area 15 hingga 20 kali lebih luas dari menara terestrial standar.
Upaya awal Facebook dan Google untuk menyebarkan stasiun platform secara komersial tidak berhasil. Namun, investasi terkini, peningkatan teknologi, dan minat dari perusahaan penerbangan tradisional dan perusahaan rintisan khusus dirgantara dapat mengubah persamaan tersebut.
Sasarannya adalah konektivitas global, sebuah tujuan yang membuat gagasan stasiun peron tersebut diakui dalam laporan Top 10 Emerging Technologies tahun 2024 dari World Economic Forum. Inisiatif industri internasional HAPS Alliance, yang mencakup mitra akademis, juga berupaya mencapai sasaran tersebut.
Cepat, hemat biaya, fleksibel
Stasiun platform akan lebih cepat, lebih hemat biaya, dan lebih fleksibel daripada sistem berbasis satelit.
Karena mereka menjaga peralatan komunikasi lebih dekat ke Bumi daripada satelit, stasiun-stasiun tersebut dapat menawarkan sinyal yang lebih kuat dan berkapasitas lebih tinggi. Ini akan memungkinkan komunikasi waktu nyata yang cukup cepat untuk berkomunikasi dengan telepon pintar standar, kemampuan resolusi tinggi untuk tugas-tugas pencitraan, dan sensitivitas yang lebih tinggi untuk aplikasi penginderaan. Mereka mengirimkan data melalui optik ruang bebas, berkas cahaya, dan sistem susunan antena berskala besar, yang dapat mengirim sejumlah besar data dengan cepat.
Satelit dapat rentan terhadap penyadapan atau gangguan saat orbitnya melewati negara lawan. Namun, stasiun platform tetap berada di wilayah udara satu negara, yang mengurangi risiko tersebut.
Stasiun platform di dataran tinggi juga lebih mudah dipasang daripada satelit, yang memiliki biaya peluncuran dan perawatan yang tinggi. Persyaratan regulasi dan prosedur kepatuhan yang diperlukan untuk mengamankan tempat di stratosfer kemungkinan lebih sederhana daripada hukum internasional yang rumit yang mengatur orbit satelit. Stasiun platform juga lebih mudah ditingkatkan, sehingga peningkatan dapat diterapkan lebih cepat.
Stasiun platform juga berpotensi lebih rendah polusinya dibandingkan konstelasi satelit raksasa karena satelit terbakar saat memasuki atmosfer dan dapat melepaskan logam berbahaya ke atmosfer, sementara stasiun platform dapat didukung oleh sumber energi bersih seperti tenaga surya dan hidrogen hijau.
Tantangan utama bagi stasiun platform praktis adalah meningkatkan jumlah waktu mereka dapat tetap mengudara hingga berbulan-bulan, meningkatkan daya listrik ramah lingkungan, dan meningkatkan keandalan — terutama selama lepas landas dan pendaratan otomatis melalui lapisan atmosfer bawah yang bergolak.
Melampaui satelit
Stasiun platform dapat memainkan peran penting dalam situasi darurat dan kemanusiaan dengan mendukung upaya bantuan ketika jaringan berbasis darat rusak atau tidak beroperasi.
Stasiun tersebut juga dapat menghubungkan perangkat Internet of Things (IoT) dan sensor di lingkungan terpencil untuk memantau lingkungan dan mengelola sumber daya dengan lebih baik.
Di bidang pertanian, stasiun dapat menggunakan teknologi pencitraan dan penginderaan untuk membantu petani memantau kesehatan tanaman, kondisi tanah, dan sumber daya air.
Kemampuannya untuk pencitraan resolusi tinggi juga dapat mendukung aktivitas navigasi dan pemetaan yang penting untuk kartografi, perencanaan kota, dan tanggap bencana.
Stasiun-stasiun tersebut juga dapat melakukan tugas ganda dengan membawa instrumen untuk pemantauan atmosfer, studi iklim, dan penginderaan jarak jauh terhadap fitur permukaan bumi, vegetasi, dan lautan.
Dari balon hingga pesawat terbang
Stasiun peron dapat didasarkan pada berbagai jenis pesawat.
Balon menawarkan operasi yang stabil dan berjangka panjang di ketinggian tinggi dan dapat ditambatkan atau mengambang bebas. Kapal udara, yang juga dikenal sebagai balon udara, menggunakan gas yang lebih ringan dari udara dan lebih besar serta lebih mudah bermanuver daripada balon. Kapal udara sangat cocok untuk pengawasan, komunikasi, dan penelitian.
Glider dan pesawat bertenaga dapat dikendalikan lebih presisi daripada balon, yang sensitif terhadap perubahan kecepatan angin. Selain itu, pesawat bertenaga, termasuk pesawat nirawak dan pesawat sayap tetap, dapat menyediakan listrik untuk peralatan komunikasi, sensor, dan kamera.
Tenaga generasi berikutnya
Stasiun platform dapat memanfaatkan berbagai sumber daya, termasuk sel surya yang semakin ringan dan efisien, baterai dengan kepadatan energi tinggi, mesin pembakaran internal hidrogen hijau, sel bahan bakar hidrogen hijau, yang sekarang dalam tahap pengujian, dan akhirnya, sinar laser yang memberi daya dari stasiun surya berbasis darat atau luar angkasa.
Evolusi desain pesawat ringan yang dipadukan dengan kemajuan dalam motor dan baling-baling berefisiensi tinggi memungkinkan pesawat terbang lebih lama dan membawa muatan lebih berat. Pesawat ringan mutakhir ini dapat menghasilkan stasiun platform yang mampu bermanuver di stratosfer untuk waktu yang lama.
Sementara itu, peningkatan dalam model cuaca stratosfer dan model atmosfer memudahkan prediksi dan simulasi kondisi di mana stasiun platform akan beroperasi.
Menjembatani kesenjangan digital global
Penerapan stasiun platform secara komersial, setidaknya untuk situasi pascabencana atau darurat, dapat dilakukan pada akhir dekade ini. Misalnya, sebuah konsorsium di Jepang, negara dengan komunitas pegunungan dan pulau terpencil, telah mengalokasikan US$100 juta untuk stasiun platform bertenaga surya di dataran tinggi.
Stasiun peron dapat menjembatani kesenjangan digital dengan meningkatkan akses ke layanan penting seperti pendidikan dan perawatan kesehatan, menyediakan peluang ekonomi baru, dan meningkatkan respons darurat serta pemantauan lingkungan. Seiring kemajuan teknologi yang terus mendorong evolusinya, stasiun peron akan memainkan peran penting dalam masa depan digital yang lebih inklusif dan tangguh.
Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan oleh Mohamed Slim Alouini pada Raja Abdullah Universitas Sains dan Teknologi, Dan Mariette DiChristina di Universitas BostonBaca artikel aslinya di sini.