Ballongfoto tatt fra 25 km. Bildekreditt: Paul Verhage. Klikk for å forstørre.
Paul Verhage har noen bilder du ville sverget er tatt fra verdensrommet. Men Verhage er ikke en astronaut, og jobber heller ikke for NASA eller noe selskap som har satellitter som kretser rundt Jorden. Han er lærer i Boise, Idaho skolekrets. Hobbyen hans er imidlertid ute av denne verden.
Verhage er en av rundt 200 mennesker over hele USA som lanserer og gjenoppretter det som har blitt kalt en "fattigmannssatellitt." Amateur Radio High Altitude Ballooning (ARHAB) lar enkeltpersoner lansere fungerende satellitter til "nær plass" til en brøkdel av kostnadene for tradisjonelle rakettoppskytningsbiler.
Vanligvis er kostnadene for å skyte noe ut i verdensrommet på vanlige raketter ganske høye, og når tusenvis av dollar per pund. I tillegg kan ventetiden for nyttelast på et manifest og deretter lanseres være flere år.
Verhage sier at de totale kostnadene for å bygge, sette i gang og gjenvinne disse Near Spacecraft er under 1000 dollar. "Startbiler og drivstoff er latexværballonger og helium," sa han.
Pluss at når en individuell eller liten gruppe begynner å designe et nær romfartøy, kan det være klart for lansering innen seks til tolv måneder.
Verhage har lansert rundt 50 ballonger siden 1996. Nyttelastene på hans nær romfart inkluderer mini-værstasjoner, Geiger tellere og kameraer.
Nær rom ligger ligger mellom 60 000 og 75 000 fot (~ 18 til 23 km) og fortsetter til 100 km, hvor plassen begynner.
"I disse høydene er lufttrykket bare 1% av det på bakkenivå, og lufttemperaturene er omtrent -60 grader F," sa han. "Disse forholdene er nærmere overflaten av Mars enn jordens overflate."
Verhage sa også at på grunn av det lave lufttrykket, er luften for tynn til å bryte eller spre sollys. Derfor er himmelen svart fremfor blå. Så det som er sett i disse høydene er veldig nært det skyssastronautene ser fra bane.
Verhage sa at hans høyeste flytur nådde en høyde av 3500 fot (35 km), og hans laveste gikk bare 2,4 meter fra bakken.
Hoveddelene i et nær romfartøy er flycomputere, en flyramme og et gjenopprettingssystem. Alle disse komponentene kan brukes på flere flyreiser. "Tenk på å bygge dette nært romfartøyet som å bygge din egen gjenbrukbare romferge," sa Verhage.
Flygeledningen driver eksperimenter, samler inn data og bestemmer romskipets status, og Verhage lager sine egne flycomputere. Flystativet er vanligvis den rimeligste delen av romfartøyet og kan være laget av materialer som Styrofoam og Ripstop Nylon, satt sammen med varmt lim.
Gjenopprettingssystemet består av en GPS, en radiomottaker som en hamradio, og en bærbar PC med GPS-programvare. I tillegg, og sannsynligvis viktigst, er Chase Crew. "Det er som en road rally," sier Verhage, "men ingen i Chase Crew vet helt sikkert hvor de kommer til å havne!"
Prosessen med å lansere et nær romfartøy innebærer å gjøre kapselen klar, fylle ballongen med helium og slippe den. Stigningsrater for ballongene varierer for hver flytur, men er vanligvis mellom 1000 og 1200 fot per minutt, med flygingene tar 2-3 timer å nå apogee. En fylt ballong er omtrent 7 meter høy og 6 fot bred. De utvides i størrelse når ballongen stiger opp, og i maksimal høyde kan være over 20 meter bred.
Flyturen avsluttes når ballongen sprekker fra det reduserte atmosfæretrykket. For å sikre en god landing er en fallskjerm forhåndsinstallert før lansering. Et nær romfartøy vil frigjøre fall, med hastigheter på over 6000 fot per minutt til omtrent 50 000 fot i høyden, der luften er tett nok til å bremse kapsel.
GPS-mottakeren som Verhage bruker signaliserer sin posisjon hvert 60. sekund, så etter at romfartøyet lander, vet Verhage og teamet hans vanligvis hvor romfartøyet er, men å gjenopprette det er stort sett et spørsmål om å kunne komme dit det ligger. Verhage har mistet bare en kapsel. Batteriene døde under flyturen, så GPS-en fungerte ikke. En annen kapsel ble utvunnet 815 dager etter oppskyting, funnet av Air National Guard i nærheten av et bombeanlegg.
Noen ballonger blir gjenvunnet bare 10 mil fra oppskytningsstedet, mens andre har reist over 150 mil unna.
"Noen av utvinningen er enkle," sa Verhage. “På en flytur fanget en av jageteamet mitt, Dan Miller, ballongen da den landet. Men noen utvinninger i Idaho er tøffe. Vi har brukt timer på å klatre i fjellet i noen tilfeller. "
Andre eksperimenter som Verhage har fløyet inkluderer et synlig lysfotometer, medium båndbreddefotometre, et infrarødt radiometer, en glider-dråpe, insektoverlevelse og eksponering av bakterier.
Et av Verhages mest interessante eksperimenter involverte å bruke en Geiger-teller for å måle kosmisk stråling. På bakken oppdager en Geiger-teller omtrent 4 kosmiske stråler i minuttet. Ved 62 000 går tellingen til 800 tellinger per minutt, men Verhage oppdaget at over denne høyden teller tellingen. "Jeg lærte om primære kosmiske stråler fra denne oppdagelsen," sa han.
Å fly eksperimentene er en flott opplevelse, sa Verhage, men å starte et kamera og få bilder fra Near Space gir en uerstattelig "wow" -faktor. "Å ha et bilde av jorden som viser sin krumning er ganske fantastisk," sa Verhage.
"For kameraer," fortsatte han, "jo dummere de er bedre. For mange av de nyere kameraene har strømsparingsfunksjon, så de slås av når de ikke brukes på så mange minutter. Når de slår seg av 50.000 fot, er det ingenting jeg kan gjøre for å slå dem på igjen. "
Mens digitale kameraer er enkle å grense med flycomputeren, sa Verhage, de krever noen oppfinnsomme ledninger for at kameraet ikke skal slå seg av. Han sa at så langt har de beste bildene hans kommet fra filmkameraer.
Verhage skriver en e-bok som beskriver hvordan du bygger, lanserer og gjenoppretter et nær romfartøy, og de første 8 kapitlene er tilgjengelige gratis, online. E-boken vil ha 15 kapitler når den er ferdig, totalt 800 sider lang.
Parallax, selskapet som produserer en mikrokontroller, sponser publikasjonen av e-boken.
Verhage underviser i elektronikk ved Dehryl A. Dennis profesjonelle tekniske senter i Boise. Han skriver en annen kolonne om sine eventyr med ARHAB for magasinet Nuts and Volts, og deler også sin entusiasme for romutforskning gjennom NASA / JPL Solar System Ambassador-programmet.
Verhage sa at hobbyen hans inneholder alt han er interessert i: GPS, mikrokontrollere og romutforskning, og han oppfordrer alle til å oppleve spenningen ved å sende et romfartøy til Near Space.
Av Nancy Atkinson
