Ballonfoto genomen vanaf 25km. Afbeelding tegoed: Paul Verhage. Klik om te vergroten.
Paul Verhage heeft enkele foto's waarvan je zou zweren dat ze uit de ruimte zijn genomen. Maar Verhage is geen astronaut en hij werkt ook niet voor NASA of een ander bedrijf dat satellieten in een baan om de aarde heeft. Hij is een leraar in het Boise, Idaho schooldistrict. Zijn hobby is echter niet van deze wereld.
Verhage is een van de ongeveer 200 mensen in de Verenigde Staten die een zogenaamde 'armenmannensatelliet' lanceren en herstellen. Amateur Radio High Altitude Ballooning (ARHAB) stelt individuen in staat om functionerende satellieten naar 'dichtbij de ruimte' te lanceren, tegen een fractie van de kosten van traditionele raketlanceervoertuigen.
Meestal zijn de kosten om iets in de ruimte te lanceren op gewone raketten vrij hoog, tot duizenden dollars per pond. Bovendien kan de wachttijd voor het op een manifest zetten en vervolgens van start gaan van ladingen meerdere jaren bedragen.
Verhage zegt dat de totale kosten voor het bouwen, lanceren en herstellen van deze Near Spacecraft minder dan $ 1.000 zijn. "Onze lanceervoertuigen en brandstof zijn latex weerballonnen en helium", zei hij.
En als een individu of een kleine groep begint met het ontwerpen van een Near Spacecraft, kan het binnen zes tot twaalf maanden klaar zijn voor lancering.
Verhage heeft sinds 1996 ongeveer 50 ballonnen gelanceerd. De lading op zijn Near Spacecraft omvat mini-weerstations, geigertellers en camera's.
Dichtbij de ruimte ligt tussen 60.000 en 75.000 voet (~ 18 tot 23 km) en gaat door tot 62,5 mijl (100 km), waar de ruimte begint.
"Op deze hoogten is de luchtdruk slechts 1% van die op grondniveau en zijn de luchttemperaturen ongeveer -60 graden F", zei hij. 'Deze omstandigheden liggen dichter bij het oppervlak van Mars dan bij het aardoppervlak.'
Verhage zei ook dat vanwege de lage luchtdruk de lucht te dun is om zonlicht te breken of te verstrooien. Daarom is de lucht eerder zwart dan blauw. Dus wat op deze hoogten te zien is, komt heel dicht in de buurt van wat de shuttle-astronauten vanuit de ruimte zien.
Verhage zei dat zijn hoogste vlucht een hoogte van 114.600 voet (35 km) bereikte en zijn laagste vlucht slechts 8 voet (2,4 meter) van de grond.
De belangrijkste onderdelen van een Near Spacecraft zijn vluchtcomputers, een casco en een bergingssysteem. Al deze componenten zijn herbruikbaar voor meerdere vluchten. "Beschouw het bouwen van dit Near Spacecraft als het bouwen van je eigen herbruikbare Space Shuttle", zei Verhage.
De avionica voert experimenten uit, verzamelt gegevens en bepaalt de status van het ruimtevaartuig, en Verhage maakt zijn eigen vluchtcomputers. Het casco is meestal het goedkoopste onderdeel van het ruimtevaartuig en kan worden gemaakt van materialen zoals piepschuim en ripstop nylon, in elkaar gezet met hete lijm.
Het herstelsysteem bestaat uit een gps, een radio-ontvanger zoals een hamradio en een laptop met gps-software. Bovendien en waarschijnlijk het belangrijkste is de Chase Crew. "Het is net een wegrally", zegt Verhage, "maar niemand in de Chase Crew weet zeker waar ze terecht zullen komen!"
Het lanceren van een Near Spacecraft houdt in dat je de capsule klaarmaakt, de ballon met helium vult en loslaat. De opstijgsnelheid voor de ballonnen varieert voor elke vlucht, maar ligt doorgaans tussen de 1000 en 1200 voet per minuut, waarbij de vluchten 2-3 uur nodig hebben om het hoogste punt te bereiken. Een gevulde ballon is ongeveer 7 voet lang en 6 voet breed. Ze worden groter naarmate de ballon stijgt en kunnen op maximale hoogte meer dan 20 voet breed zijn.
De vlucht eindigt wanneer de ballon barst door de verminderde atmosferische druk. Om een goede landing te garanderen, wordt een parachute voor de lancering ingezet. Een Near Spacecraft zal vrij vallen, met snelheden van meer dan 6000 voet per minuut tot ongeveer 50.000 voet in hoogte, waar de lucht dicht genoeg is om de capsule te vertragen.
De GPS-ontvanger die Verhage gebruikt, signaleert elke 60 seconden zijn positie, dus nadat het ruimtevaartuig is geland, weten Verhage en zijn team meestal waar het ruimtevaartuig is, maar het herstellen ervan is meestal een kwestie van kunnen komen waar het ligt. Verhage heeft slechts één capsule verloren. De batterijen stierven tijdens de vlucht, dus de GPS werkte niet. Een andere capsule werd 815 dagen na de lancering teruggevonden, gevonden door de Air National Guard nabij een bombardement.
Sommige ballonnen worden slechts 10 mijl verwijderd van de lanceerplaats, terwijl andere meer dan 240 kilometer verderop zijn gereisd.
'Sommige terugvorderingen zijn eenvoudig', zei Verhage. 'Tijdens één vlucht ving een van mijn achtervolgers, Dan Miller, de ballon op toen deze landde. Maar sommige terugvorderingen in Idaho zijn moeilijk. We hebben in sommige gevallen urenlang een berg beklommen. "
Andere experimenten die Verhage heeft uitgevoerd, zijn onder meer een fotometer voor zichtbaar licht, fotometers met gemiddelde bandbreedte, een infraroodradiometer, een zweefvliegtuigdaling, overleving van insecten en blootstelling aan bacteriën.
Een van Verhage's meest interessante experimenten was het gebruik van een geigerteller om kosmische straling te meten. Op de grond detecteert een geigerteller ongeveer 4 kosmische straling per minuut. Bij 62.000 gaat de telling naar 800 tellingen per minuut, maar Verhage ontdekte dat boven die hoogte de telling omlaag gaat. 'Ik heb van die ontdekking gehoord over primaire kosmische straling', zei hij.
De experimenten vliegen is een geweldige ervaring, zei Verhage, maar het lanceren van een camera en het ophalen van foto's van Near Space levert een onvervangbare 'wauw'-factor op. 'Het is best verbazingwekkend om een beeld van de aarde te hebben dat haar kromming laat zien', zei Verhage.
'Voor camera's,' vervolgde hij, 'hoe dommer ze zijn, hoe beter. Te veel van de nieuwere camera's hebben een energiebesparende functie, dus ze worden uitgeschakeld als ze niet in zoveel minuten worden gebruikt. Als ze op 50.000 voet worden uitgeschakeld, kan ik niets doen om ze weer in te schakelen. "
Hoewel digitale camera's gemakkelijk kunnen worden aangesloten op de vluchtcomputer, zei Verhage, hebben ze een aantal inventieve bedrading nodig om te voorkomen dat de camera wordt uitgeschakeld. Hij zei dat zijn beste foto's tot nu toe afkomstig zijn van filmcamera's.
Verhage schrijft een e-book met details over het bouwen, lanceren en herstellen van een Near Spacecraft, en de eerste 8 hoofdstukken zijn gratis online beschikbaar. Het e-boek zal 15 hoofdstukken bevatten als het klaar is, in totaal ongeveer 800 pagina's lang.
Parallax, het bedrijf dat een microcontroller produceert, sponsort de publicatie van het e-boek.
Verhage doceert elektronica aan het professionele technische centrum Dehryl A. Dennis in Boise. Hij schrijft een tweemaandelijkse column over zijn avonturen met het tijdschrift ARHAB for Nuts and Volts, en deelt ook zijn enthousiasme voor ruimteverkenning via het NASA / JPL Solar System Ambassador-programma.
Verhage zei dat zijn hobby alles omvat waar hij in geïnteresseerd is: GPS, microcontrollers en ruimteverkenning, en hij moedigt iedereen aan om de spanning te ervaren van het sturen van een ruimtevaartuig naar Near Space.
Door Nancy Atkinson
