Φωτογραφία με μπαλόνι που ελήφθη από 25km. Πιστωτική εικόνα: Paul Verhage. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Ο Paul Verhage έχει μερικές φωτογραφίες που ορκίζατε ότι τραβήχτηκαν από το διάστημα. Αλλά ο Verhage δεν είναι αστροναύτης, ούτε εργάζεται για τη NASA ή για οποιαδήποτε εταιρεία που έχει δορυφόρους σε τροχιά γύρω από τη Γη. Είναι δάσκαλος στη σχολική συνοικία Boise της Αϊντάχο. Το χόμπι του, ωστόσο, είναι έξω από αυτόν τον κόσμο.
Το Verhage είναι ένα από τα 200 περίπου άτομα στις Ηνωμένες Πολιτείες που ξεκινούν και ανακτούν αυτό που έχει χαρακτηριστεί ως «φτωχός δορυφόρος». Το Ερασιτεχνικό Ραδιόφωνο High Altitude Ballooning (ARHAB) επιτρέπει στα άτομα να εκτοξεύουν λειτουργικούς δορυφόρους σε «κοντινό διάστημα», με ένα μικρό μέρος του κόστους των παραδοσιακών οχημάτων εκτόξευσης πυραύλων.
Συνήθως, το κόστος για την εκτόξευση οτιδήποτε στο διάστημα σε κανονικούς πυραύλους είναι αρκετά υψηλό, φτάνοντας χιλιάδες δολάρια ανά λίβρα. Επιπλέον, η περίοδος αναμονής για να φορτωθούν τα ωφέλιμα φορτία σε ένα μανιφέστο και στη συνέχεια να ξεκινήσει μπορεί να είναι αρκετά χρόνια.
Ο Verhage λέει ότι το συνολικό κόστος κατασκευής, εκτόξευσης και ανάκτησης αυτών των διαστημικών σκαφών είναι λιγότερο από 1.000 $. "Τα οχήματα εκτόξευσης και τα καύσιμα μας είναι μπαλόνια και ήλιο από λατέξ," είπε.
Επιπλέον, όταν ένα άτομο ή μια μικρή ομάδα αρχίσει να σχεδιάζει ένα κοντινό διαστημικό σκάφος, θα μπορούσε να είναι έτοιμο για εκτόξευση εντός έξι έως δώδεκα μηνών.
Ο Verhage κυκλοφόρησε περίπου 50 μπαλόνια από το 1996. Τα ωφέλιμα φορτία στο κοντινό διαστημικό σκάφος του περιλαμβάνουν σταθμούς μίνι-καιρού, μετρητές Geiger και κάμερες.
Το κοντινό διάστημα βρίσκεται από 60.000 έως 75.000 πόδια (~ 18 έως 23 χλμ.) Και συνεχίζει στα 62,5 μίλια (100 χλμ.), Όπου ξεκινά ο χώρος.
«Σε αυτά τα υψόμετρα, η πίεση του αέρα είναι μόνο το 1% αυτής στο επίπεδο του εδάφους και οι θερμοκρασίες του αέρα είναι περίπου -60 βαθμοί F», είπε. «Αυτές οι συνθήκες είναι πιο κοντά στην επιφάνεια του Άρη παρά στην επιφάνεια της Γης».
Ο Verhage είπε επίσης ότι λόγω της χαμηλής πίεσης του αέρα, ο αέρας είναι πολύ λεπτός για να διαθλάσει ή να διασκορπίσει το φως του ήλιου. Επομένως, ο ουρανός είναι μαύρος παρά μπλε. Έτσι, αυτό που φαίνεται σε αυτά τα υψόμετρα είναι πολύ κοντά σε αυτό που βλέπουν οι αστροναύτες από την τροχιά.
Ο Verhage είπε ότι η υψηλότερη πτήση του έφτασε σε υψόμετρο 114.600 πόδια (35 χλμ.) Και η χαμηλότερη του πήγε μόλις 8 πόδια (2,4 μέτρα) από το έδαφος.
Τα κύρια μέρη ενός κοντινού διαστημικού σκάφους είναι οι υπολογιστές πτήσης, ένα αεροσκάφος και ένα σύστημα ανάκτησης. Όλα αυτά τα στοιχεία μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για πολλές πτήσεις. «Σκεφτείτε να φτιάξετε αυτό το κοντινό διαστημικό σκάφος σαν να δημιουργήσετε το δικό σας επαναχρησιμοποιήσιμο διαστημικό λεωφορείο», δήλωσε ο Verhage.
Η αεροηλεκτρονική πραγματοποιεί πειράματα, συλλέγει δεδομένα και καθορίζει την κατάσταση του διαστημικού σκάφους και ο Verhage κάνει τους δικούς του υπολογιστές πτήσης. Το αεροσκάφος είναι συνήθως το πιο φθηνό μέρος του διαστημικού σκάφους και μπορεί να κατασκευαστεί από υλικά όπως Styrofoam και Ripstop Nylon, σε συνδυασμό με ζεστή κόλλα.
Το σύστημα ανάκτησης αποτελείται από GPS, ραδιοφωνικό δέκτη όπως ραδιόφωνο ham και φορητό υπολογιστή με λογισμικό GPS. Επιπλέον, και ίσως το πιο σημαντικό είναι το Chase Crew. «Είναι σαν ένα ράλι δρόμου», λέει ο Verhage, «αλλά κανείς στο Chase Crew δεν γνωρίζει με βεβαιότητα πού θα καταλήξουν!»
Η διαδικασία εκτόξευσης ενός κοντινού διαστημικού σκάφους περιλαμβάνει την προετοιμασία της κάψουλας, την πλήρωση του μπαλονιού με ήλιο και την απελευθέρωσή του. Τα ποσοστά ανάβασης για τα μπαλόνια ποικίλλουν για κάθε πτήση, αλλά συνήθως κυμαίνονται μεταξύ 1000 και 1200 πόδια ανά λεπτό, με τις πτήσεις να διαρκούν 2-3 ώρες για να φτάσουν στο απόγειο. Ένα γεμάτο μπαλόνι έχει ύψος περίπου 7 πόδια και πλάτος 6 πόδια. Επεκτείνονται σε μέγεθος καθώς το μπαλόνι ανεβαίνει, και στο μέγιστο υψόμετρο μπορεί να έχει πλάτος πάνω από 20 πόδια.
Η πτήση τελειώνει όταν το μπαλόνι σκάσει από τη μειωμένη ατμοσφαιρική πίεση. Για να εξασφαλιστεί μια καλή προσγείωση, ένα αλεξίπτωτο προ-αναπτύσσεται πριν από την εκτόξευση. Ένα κοντινό διαστημικό σκάφος θα πέσει ελεύθερα, με ταχύτητες πάνω από 6.000 πόδια ανά λεπτό έως περίπου 50.000 πόδια σε υψόμετρο, όπου ο αέρας είναι αρκετά πυκνός για να επιβραδύνει την κάψουλα.
Ο δέκτης GPS που χρησιμοποιεί η Verhage σηματοδοτεί τη θέση του κάθε 60 δευτερόλεπτα, οπότε μετά την προσγείωση του διαστημικού σκάφους, ο Verhage και η ομάδα του συνήθως γνωρίζουν πού βρίσκεται το διαστημικό σκάφος, αλλά η ανάκτησή του είναι κυρίως ζήτημα να φτάσουμε εκεί που βρίσκεται. Η Verhage έχει χάσει μόνο μία κάψουλα. Οι μπαταρίες πέθαναν κατά τη διάρκεια της πτήσης, επομένως το GPS δεν λειτουργούσε. Μια άλλη κάψουλα ανακτήθηκε 815 ημέρες μετά την εκτόξευσή της, η οποία βρέθηκε από την Εθνική Φρουρά της Air κοντά σε μια περιοχή βομβαρδισμού.
Μερικά μπαλόνια ανακτώνται μόλις 10 μίλια από την τοποθεσία εκτόξευσης, ενώ άλλα έχουν ταξιδέψει πάνω από 150 μίλια μακριά.
«Ορισμένες από τις ανακτήσεις είναι εύκολες», δήλωσε ο Verhage. «Σε μια πτήση, ένα από τα πληρώματα μου, ο Dan Miller, έπιασε το μπαλόνι καθώς προσγειώθηκε. Αλλά μερικές ανακτήσεις στο Αϊντάχο είναι δύσκολες. Περάσαμε ώρες αναρριχητικά σε ένα βουνό σε ορισμένες περιπτώσεις. "
Άλλα πειράματα που έχει πραγματοποιήσει η Verhage περιλαμβάνουν ένα Φωτόμετρο Ορατού Φωτός, Φωτόμετρα Μεσαίου εύρους ζώνης, ένα υπέρυθρο ραδιόμετρο, μια πτώση ανεμόπτερο, την επιβίωση εντόμων και την έκθεση σε βακτήρια.
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πειράματα της Verhage αφορούσε τη χρήση ενός μετρητή Geiger για τη μέτρηση της κοσμικής ακτινοβολίας. Στο έδαφος, ένας μετρητής Geiger ανιχνεύει περίπου 4 κοσμικές ακτίνες το λεπτό. Στις 62.000 ο αριθμός μετράται σε 800 μετρήσεις ανά λεπτό, αλλά ο Verhage ανακάλυψε ότι πάνω από αυτό το ύψος ο αριθμός μετράει. «Έμαθα για τις πρωτογενείς κοσμικές ακτίνες από αυτήν την ανακάλυψη», είπε.
Το να πετάς τα πειράματα είναι μια υπέροχη εμπειρία, είπε ο Verhage, αλλά η εκκίνηση κάμερας και η λήψη φωτογραφιών από το Near Space παρέχει έναν αναντικατάστατο παράγοντα «wow». «Το να έχεις μια εικόνα της Γης να δείχνει την καμπυλότητά της είναι καταπληκτική», είπε ο Verhage.
«Για τις κάμερες», συνέχισε, «το dumber είναι το καλύτερο. Πάρα πολλές από τις νεότερες κάμερες διαθέτουν λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας, επομένως απενεργοποιούνται όταν δεν χρησιμοποιούνται σε τόσα πολλά λεπτά. Όταν σβήνουν στα 50.000 πόδια, δεν μπορώ να κάνω τίποτα για να τα ενεργοποιήσω ξανά. "
Ενώ οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές είναι εύκολο να διασυνδεθούν με τον υπολογιστή πτήσης, είπε ο Verhage, απαιτούν κάποια εφευρετική καλωδίωση και να μην απενεργοποιείται η κάμερα. Είπε ότι μέχρι στιγμής, οι καλύτερες φωτογραφίες του προέρχονται από φωτογραφικές μηχανές.
Η Verhage γράφει ένα ηλεκτρονικό βιβλίο που περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο δημιουργίας, εκτόξευσης και ανάκτησης ενός κοντινού διαστημικού σκάφους και τα πρώτα 8 κεφάλαια είναι διαθέσιμα δωρεάν στο διαδίκτυο. Το ηλεκτρονικό βιβλίο θα έχει 15 κεφάλαια όταν τελειώσει, συνολικού μήκους περίπου 800 σελίδων.
Η Parallax, η εταιρεία που κατασκευάζει έναν μικροελεγκτή χρηματοδοτεί τη δημοσίευση του e-book.
Η Verhage διδάσκει ηλεκτρονικά στο τεχνικό κέντρο Dehryl A. Dennis Professional στο Boise. Γράφει μια διμηνιαία στήλη για τις περιπέτειες του με το περιοδικό ARHAB για το Nuts and Volts, και μοιράζεται επίσης τον ενθουσιασμό του για εξερεύνηση του διαστήματος μέσω του προγράμματος NASA / JPL Solar System Ambassador.
Ο Verhage είπε ότι το χόμπι του ενσωματώνει ό, τι του ενδιαφέρει: GPS, μικροελεγκτές και εξερεύνηση του διαστήματος και ενθαρρύνει οποιονδήποτε να βιώσει τη συγκίνηση της αποστολής ενός διαστημικού σκάφους στο Near Space.
Από τη Nancy Atkinson
