Ballonfoto aus 25 km Entfernung. Bildnachweis: Paul Verhage. Klicken um zu vergrößern.
Paul Verhage hat einige Bilder, von denen Sie schwören würden, dass sie aus dem Weltraum aufgenommen wurden. Aber Verhage ist kein Astronaut und arbeitet auch nicht für die NASA oder ein Unternehmen, dessen Satelliten die Erde umkreisen. Er ist Lehrer im Schulbezirk Boise, Idaho. Sein Hobby ist jedoch nicht von dieser Welt.
Verhage ist einer von rund 200 Menschen in den USA, die einen sogenannten "Satelliten für arme Männer" starten und wiederherstellen. Mit dem Amateurfunk-Ballonfahren in großer Höhe (ARHAB) können Einzelpersonen funktionierende Satelliten zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Raketenstartfahrzeuge in die Nähe des Weltraums starten.
Normalerweise sind die Kosten für den Start von Gegenständen mit normalen Raketen ziemlich hoch und erreichen Tausende von Dollar pro Pfund. Darüber hinaus kann die Wartezeit für Nutzdaten, die in ein Manifest aufgenommen und dann gestartet werden, mehrere Jahre betragen.
Laut Verhage betragen die Gesamtkosten für den Bau, den Start und die Wiederherstellung dieser Near Spacecraft weniger als 1.000 US-Dollar. "Unsere Trägerraketen und Treibstoff sind Latexwetterballons und Helium", sagte er.
Sobald eine Einzelperson oder eine kleine Gruppe mit dem Entwurf eines Near Spacecraft beginnt, kann es innerhalb von sechs bis zwölf Monaten startbereit sein.
Verhage hat seit 1996 etwa 50 Ballons gestartet. Zu den Nutzlasten seines Near Spacecraft gehören Mini-Wetterstationen, Geigerzähler und Kameras.
Nahe dem Weltraum beginnt zwischen 60.000 und 75.000 Fuß (~ 18 bis 23 km) und setzt sich bis zu 100 km fort, wo der Weltraum beginnt.
"In diesen Höhen beträgt der Luftdruck nur 1% des Bodendrucks, und die Lufttemperaturen liegen bei etwa -60 Grad Fahrenheit", sagte er. "Diese Bedingungen sind näher an der Marsoberfläche als an der Erdoberfläche."
Verhage sagte auch, dass die Luft aufgrund des niedrigen Luftdrucks zu dünn ist, um Sonnenlicht zu brechen oder zu streuen. Daher ist der Himmel eher schwarz als blau. Was in diesen Höhen zu sehen ist, kommt dem sehr nahe, was die Shuttle-Astronauten aus der Umlaufbahn sehen.
Verhage sagte, sein höchster Flug habe eine Höhe von 35 km erreicht und sein niedrigster nur 2,4 m über dem Boden.
Die Hauptteile eines Near Spacecraft sind Flugcomputer, eine Flugzeugzelle und ein Bergungssystem. Alle diese Komponenten können für mehrere Flüge wiederverwendet werden. "Stellen Sie sich vor, Sie bauen dieses Near Spacecraft als Ihr eigenes wiederverwendbares Space Shuttle", sagte Verhage.
Die Avionik führt Experimente durch, sammelt Daten und bestimmt den Status des Raumfahrzeugs. Verhage stellt seine eigenen Flugcomputer her. Die Flugzeugzelle ist normalerweise der kostengünstigste Teil des Raumfahrzeugs und kann aus Materialien wie Styropor und Ripstop-Nylon hergestellt werden, die mit Heißkleber zusammengefügt werden.
Das Wiederherstellungssystem besteht aus einem GPS, einem Funkempfänger wie einem Amateurfunkgerät und einem Laptop mit GPS-Software. Zusätzlich und wahrscheinlich am wichtigsten ist die Chase Crew. "Es ist wie eine Straßenrallye", sagt Verhage, "aber niemand in der Chase Crew weiß ganz genau, wo sie landen werden!"
Beim Starten eines Near Spacecrafts wird die Kapsel vorbereitet, der Ballon mit Helium gefüllt und freigegeben. Die Aufstiegsraten für die Ballons variieren für jeden Flug, liegen jedoch normalerweise zwischen 1000 und 1200 Fuß pro Minute, wobei die Flüge 2-3 Stunden dauern, um den Höhepunkt zu erreichen. Ein gefüllter Ballon ist ungefähr 7 Fuß hoch und 6 Fuß breit. Sie vergrößern sich beim Aufstieg des Ballons und können in maximaler Höhe über 20 Fuß breit sein.
Der Flug endet, wenn der Ballon aus dem reduzierten atmosphärischen Druck platzt. Um eine gute Landung zu gewährleisten, wird vor dem Start ein Fallschirm vorab eingesetzt. Ein Near Spacecraft fällt frei mit Geschwindigkeiten von über 6.000 Fuß pro Minute bis zu einer Höhe von etwa 50.000 Fuß, wo die Luft dicht genug ist, um die Kapsel zu verlangsamen.
Der von Verhage verwendete GPS-Empfänger signalisiert seine Position alle 60 Sekunden. Nach der Landung des Raumfahrzeugs wissen Verhage und sein Team normalerweise, wo sich das Raumfahrzeug befindet. Bei der Wiederherstellung geht es jedoch hauptsächlich darum, dorthin zu gelangen, wo es liegt. Verhage hat nur eine Kapsel verloren. Die Batterien waren während des Fluges leer, sodass das GPS nicht funktionierte. Eine weitere Kapsel wurde 815 Tage nach dem Start geborgen und von der Air National Guard in der Nähe eines Bombenangriffs gefunden.
Einige Ballons werden nur 10 Meilen vom Startplatz entfernt geborgen, während andere mehr als 150 Meilen entfernt sind.
"Einige der Wiederherstellungen sind einfach", sagte Verhage. „In einem Flug hat einer meiner Verfolgungsjagden, Dan Miller, den Ballon bei der Landung gefangen. Aber einige Erholungen in Idaho sind schwierig. In einigen Fällen haben wir Stunden damit verbracht, einen Berg zu besteigen. "
Andere Experimente, die Verhage durchgeführt hat, umfassen ein Photometer für sichtbares Licht, Photometer für mittlere Bandbreite, ein Infrarotradiometer, einen Segelflugzeugtropfen, das Überleben von Insekten und die Exposition gegenüber Bakterien.
Eines der interessantesten Experimente von Verhage war die Verwendung eines Geigerzählers zur Messung der kosmischen Strahlung. Am Boden erfasst ein Geigerzähler etwa 4 kosmische Strahlen pro Minute. Bei 62.000 zählt die Zählung 800 Zählungen pro Minute, aber Verhage stellte fest, dass die Zählung oberhalb dieser Höhe abnimmt. "Durch diese Entdeckung habe ich etwas über primäre kosmische Strahlen gelernt", sagte er.
Das Fliegen der Experimente ist eine großartige Erfahrung, sagte Verhage, aber das Starten einer Kamera und das Abrufen von Bildern aus dem nahen Weltraum ist ein unersetzlicher „Wow“ -Faktor. "Ein Bild der Erde zu haben, das ihre Krümmung zeigt, ist ziemlich erstaunlich", sagte Verhage.
„Für Kameras“, fuhr er fort, „je dümmer sie sind, desto besser. Zu viele der neueren Kameras verfügen über eine Energiesparfunktion, sodass sie ausgeschaltet werden, wenn sie in so vielen Minuten nicht verwendet werden. Wenn sie sich bei 50.000 Fuß ausschalten, kann ich nichts tun, um sie wieder einzuschalten. "
Laut Digitage lassen sich Digitalkameras leicht mit dem Flugcomputer verbinden, sie erfordern jedoch eine erfinderische Verkabelung, damit die Kamera nicht ausgeschaltet wird. Er sagte, dass seine besten Fotos bisher von Filmkameras stammen.
Verhage schreibt ein E-Book, in dem detailliert beschrieben wird, wie ein Near Spacecraft gebaut, gestartet und wiederhergestellt wird. Die ersten 8 Kapitel sind kostenlos online verfügbar. Das E-Book wird nach Fertigstellung 15 Kapitel mit einer Gesamtlänge von ca. 800 Seiten haben.
Parallax, das Unternehmen, das einen Mikrocontroller herstellt, sponsert die Veröffentlichung des E-Books.
Verhage unterrichtet Elektronik am Dehryl A. Dennis Professional Technical Center in Boise. Er schreibt eine zweimonatliche Kolumne über seine Abenteuer mit ARHAB für das Nuts and Volts-Magazin und teilt seine Begeisterung für die Weltraumforschung durch das NASA / JPL Solar System Ambassador-Programm.
Verhage sagte, dass sein Hobby alles beinhaltet, was ihn interessiert: GPS, Mikrocontroller und Weltraumforschung, und er ermutigt jeden, den Nervenkitzel zu erleben, ein Raumschiff in den nahen Weltraum zu schicken.
Von Nancy Atkinson
