Ilmapallokuva otettu 25 km: n etäisyydeltä. Kuvahyvitys: Paul Verhage. Klikkaa suurentaaksesi.
Paul Verhagella on kuvia, jotka vannoisit ottavan avaruudesta. Mutta Verhage ei ole astronautti, eikä hän työskentele NASA: n tai minkään muun yrityksen kanssa, jolla on satelliitteja kiertää Maata. Hän on opettaja Boisen kaupungissa, Idaho. Hänen harrastuksensa on kuitenkin poissa tästä maailmasta.
Verhage on yksi noin 200 ihmisestä ympäri Yhdysvaltoja, jotka laukaisevat ja palauttavat ns. Köyhän miehen satelliitin. Amatööriradion korkean korkeuden ilmapallot (ARHAB) antavat yksilöille mahdollisuuden laukaista toimivat satelliitit ”lähellä avaruutta” murto-osalla perinteisten rakettien laukaisuajoneuvojen kustannuksista.
Tavallisesti minkä tahansa avaruuteen laskemisen kustannukset tavanomaisissa raketeissa ovat melko korkeat, saavuttaen tuhansia dollareita puntaa kohti. Lisäksi hyötykuormien odottamisaika manifestin asettamiselle ja sitten käynnistämiselle voi olla useita vuosia.
Verhage kertoo, että näiden Lähellä Avaruusalusten rakentamisesta, laskemisesta ja palauttamisesta aiheutuvat kokonaiskustannukset ovat alle 1000 dollaria. "Käynnistysautomme ja polttoaineemme ovat lateksi-ilmapalloja ja heliumia", hän sanoi.
Lisäksi, kun yksittäinen tai pieni ryhmä alkaa suunnitella Lähellä-avaruusalusta, se voisi olla valmis laukaisuun kuuden tai kahdentoista kuukauden sisällä.
Verhage on käynnistänyt noin 50 ilmapalloa vuodesta 1996. Läheisen avaruusaluksen hyötykuormat sisältävät minisääasemat, Geiger-laskurit ja kamerat.
Lähellä avaruusmakaa alkaa välillä 60 000 - 75 000 jalkaa (~ 18 - 23 km) ja jatkuu 100 kilometrin päähän 62,5 mailiin, missä tila alkaa.
"Näissä korkeuksissa ilmanpaine on vain 1% maanpinnan korkeudesta ja ilman lämpötilat ovat noin -60 astetta F", hän sanoi. "Nämä olosuhteet ovat lähempänä Marsin pintaa kuin Maan pintaa."
Verhage kertoi myös, että alhaisen ilmanpaineen takia ilma on liian ohut taistelemaan tai hajottamaan auringonvaloa. Siksi taivas on musta eikä sininen. Joten, mitä näillä korkeuksilla nähdään, on hyvin lähellä sitä, mitä sukkula-astronautit näkevät kiertoradalta.
Verhage kertoi korkeimman lennonsa saavuttaneen 35 km: n korkeudessa 114 600 jalkaa ja hänen alimman lennonsa olleen vain 2,4 jalkaa (2,4 metriä) maasta.
Läheisen avaruusaluksen pääosat ovat lentotietokoneet, runko ja palautusjärjestelmä. Kaikki nämä komponentit ovat uudelleenkäytettävissä useille lennoille. "Ajattele rakentaa tämä lähellä avaruusalusta rakentamalla oma uudelleen käytettävä avaruuskuljetus", sanoi Verhage.
Avioniikka suorittaa kokeiluja, kerää tietoja ja määrittää avaruusaluksen tilan, ja Verhage tekee omat lentotietokoneet. Ilmakehys on yleensä edullisin osa avaruusalusta, ja se voidaan valmistaa materiaaleista, kuten styroksi ja Ripstop Nylon, jotka on liitetty kuumaan liimaan.
Palautusjärjestelmä koostuu GPS: stä, radiovastaanottimesta, kuten kinkkuradiosta, ja kannettavasta GPS-ohjelmistolla. Lisäksi, ja luultavasti tärkein on Chase Crew. "Se on kuin maantieralli", sanoo Verhage, "mutta kukaan Chase-miehistö ei tiedä aivan varmasti, mihin he päätyvät!"
Läheisen avaruusaluksen laukaisuprosessiin kuuluu kapselin valmistelu, pallo täytetään heliumilla ja vapautetaan. Ilmapallon nousunopeudet vaihtelevat jokaisella lennolla, mutta ovat tyypillisesti välillä 1 000 - 1 200 jalkaa minuutissa, lentojen kestäessä 2-3 tuntia apogeen saavuttamiseen. Täytetty ilmapallo on noin 7 jalkaa korkea ja 6 jalkaa leveä. Ne laajenevat kooltaan pallo noustessa, ja maksimikorkeus voi olla yli 20 jalkaa leveä.
Lento päättyy, kun ilmapallo purskuu alennetusta ilmanpaineesta. Hyvän laskun varmistamiseksi laskuvarjo on ennalta sijoitettu ennen laskeutumista. Lähellä oleva avaruusalus putoaa vapaasti, nopeudella yli 6 000 jalkaa minuutissa, kunnes korkeus on noin 50 000 jalkaa, missä ilma on riittävän tiheää kapselin hidastamiseksi.
Verhagen käyttämä GPS-vastaanotin ilmoittaa sijainnistaan 60 sekunnin välein, joten avaruusaluksen laskeutumisen jälkeen Verhage ja hänen tiiminsä tietävät yleensä, missä avaruusalus on, mutta sen palauttaminen on lähinnä kysymys siitä, että pystymme pääsemään mihin se sijaitsee. Verhage on menettänyt vain yhden kapselin. Paristot kuolivat lennon aikana, joten GPS ei toiminut. Toinen kapseli otettiin talteen 815 vuorokautta laukaisun jälkeen, ja lentotieteellinen kansalliskaarti löysi sen pommitusalueen lähellä.
Jotkut ilmapalloja otetaan talteen vain 10 mailin päässä laukaisupisteestä, kun taas toiset ovat matkusti yli 150 mailin päässä.
"Osa palautuksista on helppoa", sanoi Verhage. ”Yhden lennon aikana yksi jahdata miehistöni, Dan Miller, tarttui ilmapalloon laskeutuessaan. Mutta jotkut parannukset Idahossa ovat vaikeita. Joissakin tapauksissa olemme viettäneet tunteja kiipeämällä vuorelle. "
Muita Verhagen lentämiä kokeita ovat Visible Light Photometri, keskikokoisen kaistanleveyden fotometrit, infrapunasäteilymittari, purjelentokoneen pudotus, hyönteisten selviytyminen ja bakteerialtistus.
Yksi Verhagen mielenkiintoisimmista kokeista sisälsi Geiger-laskurin käytön kosmisen säteilyn mittaamiseen. Maapallolla Geiger-laskuri havaitsee noin 4 kosmista säteilyä minuutissa. 62 000: ssa lasketaan 800 laskelmaan minuutissa, mutta Verhage huomasi, että korkeuden yläpuolella lasku laskee. "Olen oppinut primaarisista kosmisista säteistä tuosta löytöstä", hän sanoi.
Kokeilujen lentäminen on hieno kokemus, Verhage sanoi, mutta kameran käynnistäminen ja kuvien saaminen Läheltä avaruudesta tarjoaa korvaamattoman ”vau” -tekijän. "On mahtavaa kuvaa maapallosta, joka näyttää sen kaarevuuden", Verhage sanoi.
"Kameroille", hän jatkoi, "mitä vaikeammat he ovat parempia. Liian monilla uusimmista kameroista on virransäästöominaisuus, joten ne sammuvat, kun niitä ei käytetä niin monessa minuutissa. Kun ne sammuvat 50 000 metrin etäisyydellä, en voi tehdä mitään niiden kytkemiseksi takaisin päälle. "
Vaikka digitaalikameroita on helppo liittää lentotietokoneeseen, Verhage sanoi, että ne vaativat myös keksinnöllistä johdotusta, estävät kameraa myöskään sammumasta. Hän sanoi, että toistaiseksi parhaat valokuvansa ovat tulleet elokuvakameroista.
Verhage kirjoittaa e-kirjan, jossa kerrotaan kuinka läheltä avaruusalusta voidaan rakentaa, käynnistää ja palauttaa, ja ensimmäiset 8 lukua ovat saatavilla ilmaiseksi verkossa. E-kirjassa on 15 lukua valmistumisen jälkeen, yhteensä noin 800 sivua.
Mikrokontrolleria valmistava yritys Parallax tukee e-kirjan julkaisua.
Verhage opettaa elektroniikkaa Dehryl A. Dennisin ammattiteknisessä keskuksessa Boisessa. Hän kirjoittaa joka toinen kuukausi seikkailustaan seikkailustaan ARHAB for Nuts and Volts -lehden kanssa ja jakaa myös innostumisensa avaruustutkimuksesta NASA / JPL Aurinkokunnan suurlähettiläs -ohjelman kautta.
Verhage kertoi, että hänen harrastuksensa sisältää kaiken, mitä hän kiinnostaa: GPS, mikro-ohjaimet ja avaruuden etsintä, ja hän rohkaisee ketään kokemaan avaruusaluksen läheisyyteen lähestymisen jännitystä.
Kirjoittaja Nancy Atkinson
