Fotografia de balão tirada de 25 km. Crédito da imagem: Paul Verhage. Clique para ampliar.
Paul Verhage tem algumas fotos que você jura que foram tiradas do espaço. Mas Verhage não é astronauta, nem trabalha para a NASA ou qualquer empresa que possua satélites em órbita à Terra. Ele é professor no distrito escolar de Boise, Idaho. Seu hobby, no entanto, é fora deste mundo.
Verhage é uma das cerca de 200 pessoas nos Estados Unidos que lançam e recuperam o que foi chamado de "satélite do pobre homem". O balão de rádio de alta altitude para amador (ARHAB) permite que indivíduos lançem satélites em funcionamento para "próximo ao espaço", a uma fração do custo dos veículos tradicionais de lançamento de foguetes.
Geralmente, o custo para lançar qualquer coisa no espaço em foguetes regulares é bastante alto, atingindo milhares de dólares por libra. Além disso, o período de espera para que as cargas úteis sejam colocadas em um manifesto e depois lançadas pode levar vários anos.
Verhage diz que o custo total para construir, lançar e recuperar essas naves espaciais próximas é inferior a US $ 1.000. "Nossos veículos de lançamento e combustível são balões climáticos de látex e hélio", disse ele.
Além disso, uma vez que um grupo individual ou pequeno comece a projetar uma sonda Near, ela poderá estar pronta para o lançamento em seis a doze meses.
Verhage lançou cerca de 50 balões desde 1996. As cargas úteis em sua nave espacial Near incluem mini-estações meteorológicas, contadores Geiger e câmeras.
O espaço próximo fica entre 18 e 23 km (60.000 a 75.000 pés) e continua a 100 km (62,5 milhas), onde o espaço começa.
"Nessas altitudes, a pressão do ar é apenas 1% daquela no nível do solo e a temperatura do ar é de aproximadamente -60 graus F", disse ele. "Essas condições estão mais próximas da superfície de Marte do que da superfície da Terra."
Verhage também disse que, devido à baixa pressão do ar, o ar é muito fino para refratar ou espalhar a luz do sol. Portanto, o céu é preto e não azul. Portanto, o que é visto nessas altitudes é muito próximo do que os astronautas do ônibus espacial veem da órbita.
Verhage disse que seu vôo mais alto atingiu uma altitude de 114.600 pés (35 km), e o mais baixo foi a apenas 8 pés (2,4 metros) do chão.
As principais partes de uma espaçonave Near são computadores de vôo, uma estrutura e um sistema de recuperação. Todos esses componentes são reutilizáveis para vários vôos. "Pense em construir esta nave espacial próxima como construir seu próprio ônibus espacial reutilizável", disse Verhage.
A aviônica opera experimentos, coleta dados e determina o status da espaçonave, e Verhage cria seus próprios computadores de vôo. A estrutura da aeronave geralmente é a parte mais barata da espaçonave e pode ser fabricada com materiais como isopor e Ripstop Nylon, colados com cola quente.
O sistema de recuperação consiste em um GPS, um receptor de rádio, como um rádio amador e um laptop com software GPS. Além disso, e provavelmente o mais importante é o Chase Crew. "É como uma manifestação na estrada", diz Verhage, "mas ninguém na Chase Crew sabe ao certo onde eles vão parar!"
O processo de lançamento de uma espaçonave Near envolve preparar a cápsula, encher o balão com hélio e liberá-lo. As taxas de subida dos balões variam para cada voo, mas geralmente estão entre 1000 e 1200 pés por minuto, com os vôos levando de duas a três horas para chegar ao apogeu. Um balão cheio tem cerca de 7 pés de altura e 6 pés de largura. Eles se expandem em tamanho à medida que o balão sobe, e a altitude máxima pode ter mais de 6 metros de largura.
O vôo termina quando o balão explode com a pressão atmosférica reduzida. Para garantir uma boa aterrissagem, um pára-quedas é pré-implantado antes do lançamento. Uma espaçonave Near cairá livremente, com velocidades de mais de 6.000 pés por minuto até cerca de 50.000 pés de altitude, onde o ar é denso o suficiente para retardar a cápsula.
O receptor de GPS que Verhage usa sinaliza sua posição a cada 60 segundos; portanto, depois que a espaçonave pousa, Verhage e sua equipe geralmente sabem onde está a espaçonave, mas recuperá-la é principalmente uma questão de conseguir chegar aonde está. Verhage perdeu apenas uma cápsula. As baterias morreram durante o vôo, então o GPS não estava funcionando. Outra cápsula foi recuperada 815 dias após o lançamento, encontrada pela Guarda Nacional Aérea perto de um campo de bombardeios.
Alguns balões são recuperados a apenas 16 quilômetros do local de lançamento, enquanto outros viajaram mais de 150 quilômetros.
"Algumas das recuperações são fáceis", disse Verhage. “Em um voo, um dos meus tripulantes, Dan Miller, pegou o balão ao pousar. Mas algumas recuperações em Idaho são difíceis. Passamos horas subindo uma montanha em alguns casos. "
Outros experimentos realizados por Verhage incluem um fotômetro de luz visível, fotômetros de largura de banda média, um radiômetro infravermelho, uma queda de planador, sobrevivência de insetos e exposição de bactérias.
Um dos experimentos mais interessantes de Verhage envolveu o uso de um contador Geiger para medir a radiação cósmica. No chão, um contador Geiger detecta cerca de 4 raios cósmicos por minuto. Com 62.000, a contagem chega a 800 contagens por minuto, mas Verhage descobriu que, acima dessa altitude, a contagem diminui. "Eu aprendi sobre os raios cósmicos primários dessa descoberta", disse ele.
Voar nos experimentos é uma ótima experiência, disse Verhage, mas iniciar uma câmera e tirar fotos do Near Space fornece um fator insubstituível de “uau”. "Ter uma imagem da Terra mostrando sua curvatura é incrível", disse Verhage.
“Para as câmeras”, continuou ele, “quanto mais burras elas são, melhor. Muitas câmeras mais recentes têm um recurso de economia de energia; portanto, elas são desligadas quando não são usadas em tantos minutos. Quando eles desligam a 50.000 pés, não há nada que eu possa fazer para ligá-los novamente. "
Embora as câmeras digitais sejam fáceis de interagir com o computador de vôo, disse Verhage, elas exigem alguma fiação inventiva para impedir que a câmera desligue. Ele disse que até agora, suas melhores fotos vieram de câmeras de filme.
A Verhage está escrevendo um e-book que detalha como construir, lançar e recuperar uma nave espacial Near, e os oito primeiros capítulos estão disponíveis gratuitamente on-line. O e-book terá 15 capítulos ao terminar, totalizando cerca de 800 páginas.
Parallax, a empresa que fabrica um microcontrolador está patrocinando a publicação do e-book.
Verhage ensina eletrônica no Centro Técnico Profissional Dehryl A. Dennis em Boise. Ele escreve uma coluna bimestral sobre suas aventuras na revista ARHAB for Nuts and Volts, e também compartilha seu entusiasmo pela exploração espacial através do programa Embaixador do Sistema Solar NASA / JPL.
Verhage disse que seu hobby incorpora tudo o que lhe interessa: GPS, microcontroladores e exploração espacial, e incentiva qualquer pessoa a experimentar a emoção de enviar uma espaçonave para o Near Space.
Por Nancy Atkinson
