25kmから撮影した風船の写真。画像クレジット：Paul Verhage。拡大するにはクリックしてください。
ポールヴェルヘージには、宇宙から撮られたと誓う写真がいくつかあります。しかし、Verhageは宇宙飛行士ではなく、NASAや地球を周回する人工衛星を持つ会社で働いていません。彼はアイダホ州ボイジー学区の教師です。しかし、彼の趣味はこの世のものではありません。
Verhageは、全米で約200人の1人であり、「貧者の衛星」と呼ばれているものを打ち上げて回収しています。アマチュアラジオ高高度バルーニング（ARHAB）を使用すると、機能している衛星を「宇宙の近く」に打ち上げることができます。
通常、通常のロケットで宇宙に打ち上げるコストは非常に高く、ポンドあたり数千ドルに達します。さらに、ペイロードがマニフェストに配置されてから起動されるまでの待機期間は数年になる可能性があります。
Verhageによると、これらのニアスペースクラフトの建造、打ち上げ、回収にかかる総費用は1,000ドル未満です。 「私たちのロケットと燃料はラテックス風船とヘリウムです」と彼は言った。
さらに、個人または小グループがニアスペースクラフトの設計を開始すると、6〜12か月以内に打ち上げの準備が整う可能性があります。
Verhageは1996年から約50の風船を打ち上げました。彼のニアスペースクラフトのペイロードには、ミニウェザーステーション、ガイガーカウンター、カメラが含まれています。
宇宙近くは60,000〜75,000フィート（〜18〜23 km）で始まり、宇宙が始まる62.5マイル（100 km）まで続きます。
「これらの高度では、気圧は地上レベルの気圧のわずか1％であり、気温は華氏約-60度です」と彼は言った。 「これらの条件は、地球の表面よりも火星の表面に近いです。」
Verhage氏はまた、気圧が低いため、空気が薄すぎて太陽光を屈折または散乱させることはできないとも述べています。したがって、空は青ではなく黒です。したがって、これらの高度で見られるものは、シャトル宇宙飛行士が軌道から見るものに非常に近いものです。
ヴェルヘージは、彼の最高の飛行は114,600フィート（35 km）の高度に達し、最低は8フィート（2.4メートル）しか地面を離れなかったと語った。
ニアスペースクラフトの主要部分は、フライトコンピュータ、機体、および回復システムです。これらのコンポーネントはすべて、複数のフライトで再利用できます。 「このニアスペースクラフトを自分の再利用可能なスペースシャトルを構築することと考えてください」とVerhageは言いました。
アビオニクスは実験を行い、データを収集し、宇宙船の状態を決定し、Verhageは独自のフライトコンピュータを作成しています。機体は通常、宇宙船の最も安価な部分であり、発泡スチロールやリップストップナイロンなどの材料を熱接着剤と組み合わせて作ることができます。
回復システムは、GPS、ハムラジオなどのラジオ受信機、およびGPSソフトウェアを搭載したラップトップで構成されています。さらに、おそらく最も重要なのはチェイスクルーです。 「それはロードラリーのようなものです」とVerhageは言います。「しかし、追跡チームの誰も、彼らがどこに行くのか、はっきりとは知りません！」
ニアスペースクラフトを打ち上げるプロセスには、カプセルを準備し、バルーンをヘリウムで満たし、解放することが含まれます。気球の浮上速度は飛行ごとに異なりますが、通常は1分あたり1000〜1200フィートで、飛行は遠地点に到達するまで2〜3時間かかります。満たされたバルーンは、高さ約7フィート、幅6フィートです。バルーンが上昇するにつれてサイズが大きくなり、最大高度では幅が20フィートを超えることがあります。
大気圧が低下してバルーンが破裂すると、フライトは終了します。着陸を確実にするために、発射前にパラシュートが配備されています。ニアスペースクラフトは、落下速度が毎分6,000フィートを超え、高度が約50,000フィートになるまで自由落下します。ここでは、空気がカプセルを遅くするのに十分な密度です。
Verhageが使用するGPS受信機はその位置を60秒ごとに信号で伝えるため、宇宙船が着陸した後、Verhageと彼のチームは通常、宇宙船がどこにあるかを知っていますが、それを回復するには、ほとんどの場合、宇宙船がどこにいるかを知ることができます。 Verhageはカプセルを1つだけ失いました飛行中にバッテリーがなくなったため、GPSが機能していませんでした。発射から815日後に別のカプセルが回収され、空軍警備隊が爆撃範囲の近くで発見しました。
一部の気球は発射場からわずか10マイルしか離れていないが、他の気球は150マイル以上離れたところに移動した。
「回復の一部は簡単です」とVerhageは言いました。 「あるフライトで、追跡チームの1人であるDan Millerが着陸時に気球を捕まえました。しかし、アイダホ州のいくつかの回復は厳しいです。登山に何時間も費やすこともありました。」
Verhageが飛行した他の実験には、可視光光度計、中帯域幅光度計、赤外線放射計、グライダードロップ、昆虫の生存率、および細菌暴露があります。
Verhageの最も興味深い実験の1つは、ガイガーカウンターを使用して宇宙放射線を測定することでした。地上では、ガイガーカウンターが毎分約4本の宇宙線を検出しています。 62,000になると、カウントは1分あたり800カウントになりますが、Verhageはその高度を超えるとカウントが下がることを発見しました。 「私はその発見から一次宇宙線について学びました」と彼は言った。
Verhage氏によると、実験を飛ばすことは素晴らしい経験ですが、カメラを起動してNear Spaceから写真を撮ることは、かけがえのない「すごい」要素をもたらします。 「地球の曲率を示す地球の画像を持つことはかなり驚くべきことです」とVerhageは言いました。
「カメラについては」と彼は続けた。新しいカメラの多くは、省電力機能を備えているため、あまり使用されない場合は、カメラがシャットダウンします。それらが50,000フィートでオフになると、オンに戻すために私ができることは何もありません。」
デジタルカメラはフライトコンピュータと簡単に接続できるが、カメラが止まらないようにするためにもいくつかの独創的な配線が必要であるとバーハーゲ氏は述べた。彼はこれまでのところ、彼の最高の写真はフィルムカメラから来ていると述べました。
Verhageは、Near Spacecraftを構築、起動、回復する方法を詳細に説明した電子ブックを書いており、最初の8つの章は無料でオンラインで入手できます。完成すると、電子書籍には15の章があり、合計で約800ページになります。
マイクロコントローラを製造しているパララックスが電子書籍の出版を後援しています。
Verhageは、ボイジーのDehryl A. Dennis Professional Technical Centerで電子工学を教えています。彼はNuts and Volts誌のARHABでの彼の冒険について隔月でコラムを書き、NASA / JPL Solar System Ambassadorプログラムを通じて宇宙探査への熱意を共有しています。
Verhage氏は、趣味にはGPS、マイクロコントローラー、宇宙探査など、興味のあるすべてのものを取り入れており、Near Spaceに宇宙船を送るスリルを体験することを誰にでも勧めています。
ナンシー・アトキンソン
