Fotografía de globo tomada desde 25 km. Crédito de la imagen: Paul Verhage. Click para agrandar.
Paul Verhage tiene algunas fotos que juraría que fueron tomadas desde el espacio. Pero Verhage no es astronauta, ni trabaja para la NASA ni para ninguna compañía que tenga satélites en órbita alrededor de la Tierra. Es profesor en el distrito escolar de Boise, Idaho. Su pasatiempo, sin embargo, está fuera de este mundo.
Verhage es una de las 200 personas en los Estados Unidos que lanzan y recuperan lo que se ha llamado un "satélite de los pobres". La radioafición de globos aerostáticos de alta altitud (ARHAB) permite a las personas lanzar satélites en funcionamiento al "espacio cercano", a una fracción del costo de los vehículos tradicionales de lanzamiento de cohetes.
Por lo general, el costo de lanzar cualquier cosa al espacio en cohetes regulares es bastante alto, llegando a miles de dólares por libra. Además, el período de espera para que las cargas útiles se pongan en un manifiesto y luego se inicien puede ser de varios años.
Verhage dice que el costo total para construir, lanzar y recuperar estas naves espaciales cercanas es inferior a $ 1,000. "Nuestros vehículos de lanzamiento y combustible son globos meteorológicos de látex y helio", dijo.
Además, una vez que un grupo individual o pequeño comienza a diseñar una nave espacial cercana, podría estar lista para su lanzamiento dentro de seis a doce meses.
Verhage ha lanzado unos 50 globos desde 1996. Las cargas útiles en su nave espacial cercana incluyen mini estaciones meteorológicas, contadores Geiger y cámaras.
Las mentiras cercanas al espacio comienzan entre 60,000 y 75,000 pies (~ 18 a 23 km) y continúan a 62.5 millas (100km), donde comienza el espacio.
"En estas altitudes, la presión del aire es solo el 1% de eso a nivel del suelo, y las temperaturas del aire son aproximadamente -60 grados F", dijo. "Estas condiciones están más cerca de la superficie de Marte que de la superficie de la Tierra".
Verhage también dijo que debido a la baja presión del aire, el aire es demasiado delgado para refractar o dispersar la luz solar. Por lo tanto, el cielo es negro en lugar de azul. Entonces, lo que se ve en estas altitudes está muy cerca de lo que los astronautas del transbordador ven desde la órbita.
Verhage dijo que su vuelo más alto alcanzó una altitud de 114,600 pies (35 km), y el más bajo cayó a solo 8 pies (2,4 metros) del suelo.
Las partes principales de una nave espacial cercana son las computadoras de vuelo, una célula y un sistema de recuperación. Todos estos componentes son reutilizables para múltiples vuelos. "Piense en construir esta nave espacial cercana como construir su propio transbordador espacial reutilizable", dijo Verhage.
La aviónica opera experimentos, recopila datos y determina el estado de la nave espacial, y Verhage fabrica sus propias computadoras de vuelo. El fuselaje suele ser la parte más económica de la nave espacial y puede estar hecho de materiales como Styrofoam y Ripstop Nylon, unidos con pegamento caliente.
El sistema de recuperación consta de un GPS, un receptor de radio como un radioaficionado y una computadora portátil con software de GPS. Además, y probablemente lo más importante es el Chase Crew. "Es como un rally en carretera", dice Verhage, "¡pero nadie en Chase Crew sabe con certeza dónde van a terminar!"
El proceso de lanzamiento de una nave espacial cercana implica preparar la cápsula, llenar el globo con helio y liberarlo. Las velocidades de ascenso de los globos varían para cada vuelo, pero generalmente están entre 1000 y 1200 pies por minuto, y los vuelos tardan de 2 a 3 horas en alcanzar el apogeo. Un globo lleno mide aproximadamente 7 pies de alto y 6 pies de ancho. Se expanden en tamaño a medida que el globo asciende, y a una altitud máxima puede tener más de 20 pies de ancho.
El vuelo termina cuando el globo explota por la presión atmosférica reducida. Para garantizar un buen aterrizaje, se despliega previamente un paracaídas antes del lanzamiento. Una nave espacial cercana caerá libremente, con velocidades de más de 6,000 pies por minuto hasta aproximadamente 50,000 pies de altitud, donde el aire es lo suficientemente denso como para frenar la cápsula.
El receptor GPS que usa Verhage señala su posición cada 60 segundos, por lo que después de que la nave espacial aterriza, Verhage y su equipo generalmente saben dónde está la nave espacial, pero recuperarla es principalmente una cuestión de poder llegar a donde se encuentra. Verhage ha perdido solo una cápsula. Las baterías se agotaron durante el vuelo, por lo que el GPS no funcionaba. Se recuperó otra cápsula 815 días después del lanzamiento, encontrada por la Guardia Nacional Aérea cerca de un campo de bombardeo.
Algunos globos se recuperan a solo 10 millas del sitio de lanzamiento, mientras que otros han viajado a más de 150 millas de distancia.
"Algunas de las recuperaciones son fáciles", dijo Verhage. “En un vuelo, uno de mi equipo de persecución, Dan Miller, atrapó el globo cuando aterrizó. Pero algunas recuperaciones en Idaho son difíciles. Hemos pasado horas escalando una montaña en algunos casos ".
Otros experimentos que Verhage ha volado incluyen un fotómetro de luz visible, fotómetros de ancho de banda medio, un radiómetro infrarrojo, una gota de planeador, supervivencia de insectos y exposición a bacterias.
Uno de los experimentos más interesantes de Verhage consistió en utilizar un contador Geiger para medir la radiación cósmica. En el suelo, un contador Geiger detecta alrededor de 4 rayos cósmicos por minuto. A 62,000 el conteo va a 800 conteos por minuto, pero Verhage descubrió que por encima de esa altitud el conteo disminuye. "Aprendí sobre los rayos cósmicos primarios de ese descubrimiento", dijo.
Volar los experimentos es una gran experiencia, dijo Verhage, pero el lanzamiento de una cámara y la obtención de imágenes desde el espacio cercano proporciona un factor "wow" irremplazable. "Tener una imagen de la Tierra que muestre su curvatura es bastante sorprendente", dijo Verhage.
“Para las cámaras”, continuó, “cuanto más tontas sean, mejor. Muchas de las cámaras más nuevas tienen una función de ahorro de energía, por lo que se apagan cuando no se usan en tantos minutos. Cuando se apagan a 50,000 pies, no hay nada que pueda hacer para volver a encenderlos ".
Si bien las cámaras digitales son fáciles de interactuar con la computadora de vuelo, dijo Verhage, requieren un cableado ingenioso para evitar que la cámara se apague. Dijo que hasta ahora, sus mejores fotos provienen de cámaras de cine.
Verhage está escribiendo un libro electrónico que detalla cómo construir, lanzar y recuperar una nave espacial cercana, y los primeros 8 capítulos están disponibles de forma gratuita, en línea. El libro electrónico tendrá 15 capítulos cuando esté terminado, con un total de aproximadamente 800 páginas de longitud.
Parallax, la compañía que fabrica un microcontrolador, patrocina la publicación del libro electrónico.
Verhage enseña electrónica en el Centro Técnico Profesional Dehryl A. Dennis en Boise. Escribe una columna bimestral sobre sus aventuras con ARHAB para la revista Nuts and Volts, y también comparte su entusiasmo por la exploración espacial a través del programa Embajador del Sistema Solar de la NASA / JPL.
Verhage dijo que su pasatiempo incorpora todo lo que le interesa: GPS, microcontroladores y exploración espacial, y alienta a cualquiera a experimentar la emoción de enviar una nave espacial a Near Space.
Por Nancy Atkinson
