Ballonfotografering taget fra 25 km. Billedkredit: Paul Verhage. Klik for at forstørre.
Paul Verhage har nogle billeder, som du ville sværge, blev taget fra rummet. Men Verhage er ikke en astronaut, og han arbejder heller ikke for NASA eller noget selskab, der har satellitter, der kredser rundt Jorden. Han er lærer i Boise, Idaho skolekvarter. Hans hobby er dog ude af denne verden.
Verhage er en af omkring 200 mennesker overalt i USA, der lancerer og genvinder det, der er blevet kaldt en "fattig mans satellit." Amateur Radio High Altitude Ballooning (ARHAB) giver enkeltpersoner mulighed for at lancere fungerende satellitter til "nær plads" til en brøkdel af prisen for traditionelle raketudskibningsbiler.
Normalt er omkostningerne ved at lancere noget i rummet på almindelige raketter ret høje og når tusinder af dollars pr. Pund. Derudover kan ventetiden for, at nyttelaster skal bringes på et manifest og derefter lanceres, være flere år.
Verhage siger, at de samlede omkostninger til bygning, lancering og nyttiggørelse af disse nær rumfartøjer er mindre end $ 1.000. ”Vores lanceringsbiler og brændstof er latex vejrballoner og helium,” sagde han.
Når en individuel eller lille gruppe begynder at designe et nær rumfartøj, kan det være klar til lancering inden for seks til tolv måneder.
Verhage har lanceret omkring 50 balloner siden 1996. Nyttelast på hans Near Spacecraft inkluderer mini-vejrstationer, Geiger-tællere og kameraer.
Nær plads ligger lige mellem 60.000 og 75.000 fod (~ 18 til 23 km) og fortsætter til 100 km (62 km), hvor pladsen begynder.
”I disse højder er lufttrykket kun 1% af det i jorden, og lufttemperaturerne er cirka -60 grader F,” sagde han. "Disse forhold er tættere på Mars's overflade end Jordens overflade."
Verhage sagde også, at på grund af det lave lufttryk er luften for tynd til at bryde eller sprede sollys. Derfor er himlen sort i stedet for blå. Så hvad der ses i disse højder er meget tæt på, hvad shuttle-astronauterne ser fra bane.
Verhage sagde, at hans højeste flyvning nåede en højde af 3500 meter på 114,600 fod, og hans laveste gik kun 8,4 meter fra jorden.
De vigtigste dele af et nær rumfartøj er flycomputere, en flyramme og et gendannelsessystem. Alle disse komponenter kan genbruges til flere flyvninger. ”Tænk på at bygge dette nær rumfartøj som bygning af din egen genanvendelige rumfærgen,” sagde Verhage.
Flyvemaskinen driver eksperimenter, indsamler data og bestemmer rumfartøjets status, og Verhage fremstiller sine egne flycomputere. Flyrammen er normalt den billigste del af rumfartøjet og kan være lavet af materialer som Styrofoam og Ripstop Nylon, sammensat med varm lim.
Gendannelsessystemet består af en GPS, en radiomodtager såsom en skinkeradio og en bærbar computer med GPS-software. Derudover og sandsynligvis mest vigtigt er Chase Crew. "Det er som et road rally," siger Verhage, "men ingen i Chase Crew ved helt sikkert, hvor de vil ende!"
Processen med at lancere et nær rumfartøj involverer at gøre kapslen klar, fylde ballonen med helium og frigøre den. Stigningsrater for ballonerne varierer for hver flyvning, men er typisk mellem 1000 og 1200 fod pr. Minut, hvor flyvningerne tager 2-3 timer at nå apogee. En fyldt ballon er omkring 7 meter høj og 6 meter bred. De udvides i størrelse, når ballonen stiger op, og i maksimal højde kan være over 20 fod bred.
Flyvningen slutter, når ballonen brister fra det reducerede atmosfæriske tryk. For at sikre en god landing er en faldskærm forudinstalleret inden lanceringen. Et nær rumfartøj vil frie fald med hastigheder på over 6.000 fod pr. Minut indtil ca. 50.000 fod i højden, hvor luften er tæt nok til at bremse kapslen.
Den GPS-modtager, som Verhage bruger, signalerer sin position hvert 60. sekund, så efter at rumfartøjet lander, ved Verhage og hans team normalt, hvor rumfartøjet er, men at inddrive det er hovedsageligt et spørgsmål om at kunne komme til, hvor det ligger. Verhage har kun mistet en kapsel. Batterierne døde under flyvningen, så GPS'en fungerede ikke. En anden kapsel blev udvundet 815 dage efter lanceringen, fundet af Air National Guard i nærheden af et bombeanlæg.
Nogle balloner genvindes kun 10 miles fra lanceringsstedet, mens andre har rejst over 150 miles væk.
”Nogle af nyttiggørelserne er lette,” sagde Verhage. ”I en flyvning fangede en af mine jagterbesætninger, Dan Miller, ballonen, da den landede. Men nogle inddrivelser i Idaho er hårde. Vi har brugt timer på at klatre på et bjerg i nogle tilfælde. ”
Andre eksperimenter, som Verhage er fløjet, inkluderer et synligt lysfotometer, medium båndbreddefotometre, et infrarødt radiometer, et gliderefald, insektoverlevelse og eksponering af bakterier.
En af Verhages mest interessante eksperimenter involverede anvendelse af en Geiger-tæller til måling af kosmisk stråling. På jorden registrerer en Geiger-tæller cirka 4 kosmiske stråler i minuttet. Ved 62.000 tæller antallet til 800 tællinger pr. Minut, men Verhage opdagede, at over denne højde tæller tællingen. ”Jeg lærte om primære kosmiske stråler fra denne opdagelse,” sagde han.
At flyve eksperimenterne er en fantastisk oplevelse, sagde Verhage, men at starte et kamera og hente billeder fra Near Space giver en uerstattelig “wow” -faktor. ”At have et billede af Jorden, der viser dens krumning, er temmelig forbløffende,” sagde Verhage.
”Hvad angår kameraer,” fortsatte han, ”jo mere stumme de er. For mange af de nyere kameraer har en strømbesparende funktion, så de lukkes, når de ikke bruges på så mange minutter. Når de slukker 50.000 fod, er der intet, jeg kan gøre for at tænde dem igen. ”
Mens digitale kameraer er lette at interface med flycomputeren, sagde Verhage, de kræver nogle opfindelige ledninger for at holde kameraet i at slukke. Han sagde, at indtil videre er hans bedste fotos kommet fra filmkameraer.
Verhage skriver en e-bog, der beskriver, hvordan man bygger, lancerer og gendanner et Near Ruimecraft, og de første 8 kapitler er tilgængelige gratis online. E-bogen har 15 kapitler, når de er færdige, i alt ca. 800 sider i længden.
Parallax, det selskab, der fremstiller en mikrocontroller, sponsorerer e-bogens publikation.
Verhage underviser i elektronik ved Dehryl A. Dennis Professional Technical Center i Boise. Han skriver en anden kolonne om sine eventyr med ARHAB for magasinet Nuts and Volts, og deler også sin begejstring for rumforskning gennem NASA / JPL Solar System Ambassador-programmet.
Verhage sagde, at hans hobby inkorporerer alt, hvad han er interesseret i: GPS, mikrokontrollere og rumforskning, og han opfordrer enhver til at opleve spændingen ved at sende et rumfartøj til Near Space.
Af Nancy Atkinson
