Niewiele osób potrafi sobie wyobrazić krawędź przestrzeni kosmicznej we własnym albumie - fotki, na których zamglona niebieska atmosfera zatacza łuk wokół naszej planety, nacierając na czarne tło znajdujące się poza nią. Ci jednak, którzy potrafią sobie to wyobrazić, a są to w większości amatorzy, zwyczajni ludzie regularnie odbywający podróże głęboko w stratosferę, przyglądają się wszystkiemu ze skraju Ziemi. Hobby tych osób zostało nazwane "poor man's space program" gdyż przy bardzo niskich nakładach przeprowadzają analizę środowiska bardziej zbliżonego do tego, które obecne jest na Marsie, aniżeli do jakiegokolwiek innego na Ziemi. Osoby zajmujące się tym to głównie naukowcy - amatorzy oraz radioamatorzy. Używają balonów do wysyłania radia, aparatów fotograficznych oraz naukowych eksperymentów wysoko w stratosferę. Balony osiągają 30 000 metrów wysokości, a następnie pękają na strzępy i wracają na ziemię z nadającym się do powtórnego użycia ładunkiem. Na takiej wysokości ciśnienie atmosferyczne wynosi zaledwie 1 procent tego, które znajduje się na poziomie morza, a promieniowanie jest o wiele razy wyższe. Temperatury mogą tam osiągnąć nawet -67 stopni C. Tak jak wysyłanie misji w przestrzeń kosmiczną, tak też baloniarstwo łączy skomplikowaną elektronikę i telemetrię oraz złożoną logistykę i zależność od prognoz meteorologicznych. Co jest jednak ważniejsze to fakt, że baloniarstwo prezentuje ducha eksploracji. Wspomaga poszukiwanie odpowiedzi na nieograniczoną ilość pytań typu: "co jeśli?" oraz popiera pasję próbowania czegoś tylko po to, by sprawdzić, czy można tego dokonać.
Jak rój pszczół ogrzewających się w świetle wschodzącego słońca, tak Johnson Near Space Center zaczyna szumieć. Do 6.30 rano zgromadziło się już ponad tuzin osób. Mama Verhage'a przyjechała z pączkami i kawą. Gdy nalewałam sobie kawę, kobieta ta zdradziła mi, że dla syna "zaopatruje" jedno takie wydarzenie w roku. Jestem na nogach od 3.00 rano i czuję się wdzięczna jej, że wybrała akurat to wydarzenie. Mała grupa mężczyzn zgromadzonych przy stole na pewno czuje to samo. Wielu z nas przejechało długą trasę w ten sobotni poranek, aby wziąć udział w tym wydarzeniu, inni przyjechali wczoraj i nocowali w pobliskich hotelach.
Mimo że spotkanie to było poprzedzone trzema telekonferencjami, wymianą wielu listów elektronicznych, wiele osób, biorących w nim udział, nie zetknęło się wcześniej twarzą w twarz. Są to głównie krótkofalowcy, tak zwani "hams", z Kansas i Nebraski. Wyciągają do siebie dłonie na powitanie i przedstawiają się, używając znaków: "Bill All N3KKM".
"Miło cię poznać KC0FSZ." Większość z nich wydaje się identyfikować ze swoim znakiem tak samo, a kto wie, czy nie bardziej niż ze swoim imieniem.
Kapsuła podwieszona pod balon przesyła na ziemię dane oraz informacje naprowadzające poprzez amatorskie radio, co jest powodem, dla którego właśnie "hams" są sercem amatorskiego baloniarstwa. Pierwszy znany lot został zorganizowany w 1979 przez klub krótkofalowców w Manitobie w Kanadzie. Ich celem było rozszerzenie możliwości pracy via radio poprzez wysłanie sprzętu radiowego na dużą wysokość.
Dopiero w 1987 baloniarstwo naprawdę się rozpoczęło dzięki radioamatorowi z Ohio, który dołączył aparat fotograficzny i nadajnik ATV do swojego ekwipunku. Kapsuła Billa Browna przesłała pierwsze amatorskie zdjęcia z otoczenia Ziemi. "Kiedy odbierałem zdjęcia z fotolabu", wspomina Brown, "mężczyzna zapytał: "czy jesteś astronautą?" Brown zaczął wtedy opowiadać o balonach i ich możliwościach. W ten sposób nie tylko wysłał w przestrzeń pierwszy amatorski aparat fotograficzny, ale również zapoczątkował cały sport.
Trzynaście lat później obecne są już zorganizowane grupy amatorów od Massachusetts aż po Idaho. Verhage zorganizował jedną w Kansas kilka lat temu, a następnie ruszył do Idaho gdzie rozpoczął Treasure Valley Near Space Project. Dziś wspomaga trzech swoich ludzi z grupy Kansas. Wspólnie wysyłają swoje balony grupy Nebraska Stratospheric Amateur Radio (NSTAR) oraz Near Space Balloon Group (NSBG) z Kansas. Grupa z Kansas City HABITAT, również wysyła swój ładunek na balonie NSBG.
Około 7.30 rano balony zaczynają ożywać. Aby uniknąć uszkodzenia, balony z lateksu kładzione są delikatnie na materiale rozłożonym na podłodze. Trzyosobowe grupy mężczyzn napełniają każdy balon helem. Powoli balony puchną i podnoszą się z podłogi. Grupy nadmuchujące na kolanach kontrolują balony, które teraz mają średnicę wynoszącą 120 centymetrów i unoszą się ponad nimi.
Kiedy już wszystkie balony są nadmuchane, drużyny nastawiają i sprawdzają sprzęt. Zamykają swoje kapsuły i przenoszą je na pole. Po sprawdzeniu plątaniny lin dołączają spadochrony do kapsuł i układają liny, które utrzymają ładunek przy balonie.
Przed przymocowaniem swoich kapsuł Verhage dołącza do nich książkę "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy" jako wyraz uznania dla autora, Douglas'a Adams'a, który niedawno zmarł. Książka została podpisana przez wszystkich obecnych.
Jest parę minut po 8.00. Wiatr jest delikatny. Niebo jest czyste. Dziś jest dobry dzień na podróż w stratosferę. Około dwudziestu osób z czterech stanów zebrało się, aby być częścią tej misji. Przed wysłaniem przesyłki w przestrzeń, wszyscy zatrzymują się przed balonami na grupowe zdjęcie.
Następnie balony są delikatnie wyprowadzane z budynku i dołączane do ładunków. Trzech przytrzymujących wypuszcza balon w górę, jednocześnie kontrolując go urządzeniem podtrzymującym. Balony, bujając się na wysokości około 15 metrów, trzymają kapsuły i spadochrony pod sobą.
Po potwierdzeniu, że wszystko jest gotowe Verhage zaczyna odliczanie i urządzenia podtrzymujące puszczają. Dwa balony wystrzeliwują w niebo, a balon Verhage'a unosi się lekko, a później prawie wcale się nie rusza. Jest jakiś problem, gdyż jego drużyna pracuje nad urządzeniem podtrzymującym. Sprzęt zostaje uwolniony.
Jego uniesienie jest jednak ociężałe. Nadszedł moment ogromnego napięcia i wszyscy wzrokiem i myślami unosimy balon w górę. Ostatecznie nasz statek kosmiczny łapie wiatr i podąża za resztą. Verhage biegnie do samochodu i na całą moc głośników puszcza the William Tell Overture (temat przewodni z The Lone Ranger).
Wszyscy oglądamy trzy balony ścigające się w stronę białego nieba, dopóki są zauważalne, następnie udajemy się do swoich samochodów.
Podstawowa technologia balonu jest prosta. Wypełniony helem lateksowy balon uniesie, jeśli pogoda pozwoli, swój ładunek przez troposferę, a następnie w stratosferę, gdzie istnieje powłoka ozonowa. Typowy lot do uzyskania szczytowej wysokości gdzieś w środku stratosfery zajmuje od półtorej do dwóch godzin. Balon, który zaczyna lot, mając średnicę około 120 centymetrów, osiąga nawet ponad 9 metrów przed pęknięciem.
W zależności od ilości helu oraz wagi ładunku, większość balonów pęka na wysokości pomiędzy 25000 a 30000 metrów, jednakże znane są przypadki uzyskania 37000 metrów wysokości. Na takiej wysokości powietrze jest bardzo rzadkie a niebo jest kosmicznie czarne. Horyzont znajduje się w odległości 530 do 640 kilometrów i staje się widoczna krzywizna Ziemi. Widok stamtąd przypomina widok, jaki z orbity mają astronauci statku kosmicznego.
Na wysokości pękania atmosfera nie jest wystarczająco gęsta, aby zadziałał spadochron. Ładunek zlatuje do około 18000 metrów, gdzie gęstsze powietrze powoduje opór i zaczyna się dryfowanie na Ziemię. Opadanie zajmuje około godziny. Balon zazwyczaj przemieszcza się nie dalej niż 160 kilometrów od miejsca startu, jednakże zdarza się, że balon zostaje wciągnięty w silny prąd powietrza i wędruje setki kilometrów.
Dla National Weather Service, pięćdziesięciodolarowe balony i ich niedrogie ładunki są sprzętem, na który ich stać. Te, które są wypuszczane ze wschodnich Stanów Zjednoczonych, zazwyczaj lądują w Oceanie Atlantyckim. Zaadresowane koperty dołączane do każdej radiosondy zapewniają, że około 20 procent z nich jest odsyłanych do ponownego użycia.
Dla amatorów, których budżet jest limitowany przez zasobność ich kieszeni i którzy mogą wysłać własny sprzęt warty ponad 1000 dolarów, ładunki te nie są takie tanie. Szukanie jest tym, co robią najlepiej. Dawniej, drużyny szukające używały prognoz dotyczących wiatru, aby określić miejsce lądowania. Wtedy, używając radiowych technik odnajdywania kierunku, w miarę precyzyjnie namierzali lądujące kapsuły. Baloniarze wciąż polegają na tej metodzie, gdy zawodzą urządzenia GPS w ich ekwipunku. Współczesna technologia jednak w 95 procentach prowadzi ich do odległości 90 metrów w promieniu miejsca znajdowania się balonu.
Szukanie the Great Plains Super Launch
Jest 12 pojazdów w konwoju poszukiwawczym i kierujemy się na wschód na drogę 77, prowadzącą do Herington, Kansas. Podczas gdy ja przyglądam się akcji z tylnego siedzenia samochodu, Mark Conner siedzi ze swoim laptopem na miejscu pilota. Jego narzeczona siedzi przy kierownicy.
Laptop Connera wskazuje na drogowej mapie terenu miejsce wszystkich trzech balonów. Kiedy wyszukuje balony, pilotuje pościg i zaczyna przewidywać, gdzie dokładnie mogły wylądować.
Conner, trzydziestosześcioletni meteorolog satelitarny, pracujący dla Air Force, przyjechał tu na weekend z Teks, ze swojego domu obok Omahy w Nebrasce. Jeden z lecących dziś balonów, NSTAR, jest jego.
"Naprawdę chciałbym zrobić lot w godzinach południowych i mieć zdjęcia CB (chmur cumulunimbus) z boku" mówi mi. "Ale prawdopodobne są wiatry o prędkości 20 m. p. h. w przestrzeni CB" niezbyt dobre warunki na puszczanie balonów pogodowych.
Nagle przestaje mówić i przygląda się ekranowi komputera. "To naprawdę interesujące. Jest ostra zmiana w kierunku wiatru na wysokości 18000 metrów. Widziałem to na sondach, ale przewidywania na to nie wskazywały." Już od zeszłego tygodnia Conner sprawdzał warunki i robił prognozy na ten lot.
90 minut lotu, grupa poszukiwawcza zbiera się w historycznym miejscu na drodze. Kiedy wysiadamy z samochodu, Conner traci sygnał od trzeciego balonu, który należy do Billa Alla. Balon ten unosi kapsułę Billa, Oriona i HABITAT'a, która należy do Dona Pfistera.
Wiadomości szybko się roznoszą i All idzie do nas. Mówi do Connera: "Nie wiemy, gdzie jest mój balon. Twój jest w drodze na dół." To jest dziewiąty balon liczącego sobie pięćdziesiąt trzy lata inżyniera Alla z Olathe, Kansas. Wspomina pierwsze zetknięcie się z tym sportem. "Są tu ci wszyscy goście z komputerami, radiami i zdjęciami pokazującymi te balony" mówi, "i ci goście mieli zamiar przez komputer odszukać swoje balony w stratosferze. Dla mnie było to prawie tak prawdopodobne jak dostanie się do NASA".
Skojarzenie Alla, dotyczące lotów balonów z misjami NASA, nie jest aż tak dalekie od prawdy. Mimo że nie jest to kosmos, środowisko 30 kilometrów wyżej - ze swoją rzadką atmosferą, strasznym zimnem i wysokim promieniowaniem jest dobrym przybliżeniem, szczególnie do sprawdzania sprzętu satelitarnego. Zgodnie z opinią Billa Byrda, dyrektora Iowa Space Grant Consortium, balon ze swoim ładunkiem jest "jak satelita, z którym raz wypuściwszy się, musisz nieustannie kontaktować się i dostawać od niego dane. Jest on łatwy do odbudowania i nie jest drogi. Można kupić wszystkie części na Radio Shack i odbudować go za każdym razem. Konsorcjum to funduje badania oparte na balonach w Iowa State University's Spacecraft Systems and Operations Lab. Byrd mówi: "Głównie uczymy studentów inżynierii, jak budować uzbrojenie, które mogłoby ewentualnie lecieć w kosmos". W 1994 studenci ukończyli eksperyment, który poleciał na wyprawę w kosmos. "Nie mieliśmy takich pieniędzy, aby to kontynuować" mówi Byrd.
Wtedy też Ralph Walio, radioamator wkroczył do nich z programem HABET (High Altitude Balloon Experiments in Technology). Naukowe baloniarstwo towarzyszyło im od dłuższego czasu, lecz nikt do tej pory, według Byrda, nie robił tego jako inżynieryjne zastępstwo satelity. Po wspólnej pracy nad kilkoma misjami z grupą hobbistów Wallio'a, program działał tak dobrze na rzecz uniwersytetu, że opanował zadania wykonywane pod grant z konsorcjum.
Jest to najbardziej znany przypadek współpracy naukowców amatorów zajmujących się baloniarstwem z badaczami, co absolutnie nie znaczy, że jedyny.
W ciągu ostatnich trzech lat, pionier Bill Brown, był włączony w wiele amatorskich starań uchwycenia pyłu meteoru i sfilmowania ognistych kulek ze Stratosfery. Mimo że to amatorzy rozwinęli tę misję, NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville w Alabamie daje wsparcie logistyczne i analizuje zebrane zdjęcia i próbki.
Projekt rozpoczął się, gdy baloniarz Ed Myszka, kierownik technologii informacji pracujący dla NASA, wprowadził do Marshall Space Flight Center pomysł na nocną misję podczas deszczu meteoru Leonidu, który ma miejsce każdego listopada. Koncepcja się spodobała. Myszka zaprojektował ładunek posiadający małej wagi kamerę video oraz nadajnik ATV, jak również system drzwi spustowych dla pojemników próbkowych. Inżynierowie NASA dodali wtedy aerożelu do jego pojemników, aby złapać pył meteoru i koordynowali zezwolenie FAA na nocne starty. NASA utworzyła również stronę na swoim serwerze web, aby na żywo przez Internet transmitować sygnał telewizyjny z balonów. Brown zbudował specjalny beacon dla misji, a amatorska grupa Atlantic Balloonatics wyszukała i odzyskała ładunek.
Dzisiaj, blask, jaki All widzi w swoim hobby jest przyćmiony ciszą z jego kapsuły. Zaciska dolną szczękę, wzruszając ramionami. Teorie, co mogło się stać, odbijają się jak fale radiowe wśród zebranych poszukiwaczy. Rozmowy są częścią wydarzenia jak sam lot balonów.
W końcu ruszamy, by odnaleźć balon Connera, który rozpadł się na wysokości powyżej 27000 metrów i jest już w drodze powrotnej. Po wielu kilometrach po zakurzonej wiejskiej drodze dojeżdżamy do miejsca, w którym stoi członek naszej grupy, wskazując na pole pszenicy.
"To skurczybyk," mówi Conner, wyrażając tym samym niezadowolenie, że nie zdążył obejrzeć jak ląduje jego balon. Jesteśmy 13 kilometrów na zachód od południowo zachodniego Lost Springs w Kansas. 69 kilometrów od miejsca startu.
Kiedy ktoś zauważa gospodarza wyruszamy na pole. Po tym jak sfotografowaliśmy kapsułę i spadochron w pozycji, w jakiej wylądowały, nadjeżdża gospodarz w starej ciężarówce i proponuje, że podwiezie nas do drogi. Verhage przedstawia się i entuzjastycznie rozpoczyna wyjaśnienia, co robimy w tym miejscu i jak szeroki zasięg edukacyjny mają takie projekty.
Większość grup baloniarzy w kraju deklaruje edukacyjny cel swoich misji. Często zapraszają szkoły do udziału w lotach oraz do włączenia się w eksperymenty. Verhage opisuje jedną z misji, do której czwartoklasiści zaprojektowali eksperyment, przez który chcieli sprawdzić, czy gumowy pasek nie zostanie uszkodzony w warunkach wysokościowych. Niespodziewanie, nie został. Rezultatem tego eksperymentu było zastąpienie, przez Varhage'a ciężkich nieporęcznych rygli gumowymi paskami, które ochraniały panel i osłonę kapsuły.
Kiedy znowu schodzimy się do samochodów, jest już czas na balon Verhage'a. Z wolniejszym wzniesieniem, leciał dużo dłużej i dlatego też dużo dalej wylądował. Jedziemy przez prawie godzinę wzdłuż autostrady i bocznych dróg Kansas, aż znajdujemy kapsułę w kolejnym polu pszenicy. Jesteśmy około 12 kilometrów na południe od południowo wschodniego Newton, 138 kilometrów od miejsca startu. Po otwarciu kapsuły, Verhage spostrzega, że aparat z kolorowym filmem nie zrobił zdjęć, a aparat cyfrowy wyłączył się jeszcze przed startem
Wiele osób, które tracą pieniądze i czas na swoje niezwykłe hobby, jest zafascynowanych poszukiwaniami lub zainspirowanych technicznymi przeszkodami i triumfami. Niektórych cieszy naukowe dochodzenie, mimo, że większość tego, co robią, nie jest nowa. Odpowiedzi na wiele zadawanych przez nich pytań mogą być znalezione w naukowej literaturze. Lecz kiedy pytam Verhage'a, czy na któreś z jego pytań może uzyskać odpowiedź eksperta lub znaleźć ją w jakiejś książce, wydaje się być urażony. Całkiem nie rozumiem.
Strona internetowa Verhage'a jest pełna tabel i wykresów, które wskazują na rozwiązania niektórych jego pytań. Na przykład, dlaczego balon nagle zwalnia swój lot na wysokości około 9000 metrów?, Verhage mówi: "Na wysokości od 6000 do 9000 metrów zwalniamy, prawie jakbyśmy przedostawali się przez tropopauzę, ale to się dzieję dopiero na wysokości 15000 metrów". Rozważa możliwości. Może następować przesunięcie, w którym zmienia się ciśnienie powietrza. Może też balon porusza się wolniej na skutek ochłodzenia. Chce zaprojektować czujniki do zamontowania wewnątrz balonu. Będą one mierzyły zmiany w lateksie. To dopiero techniczne wyzwanie.
Verhage przyznaje, że marzy o tym, by pracować w NASA National Scientific Balloon Facility in Palestine, Texas. W ramach tamtejszych projektów można uruchamiać ładunki i balony o ciężarze 2000 kg, które okrążają kulę ziemską przez miesiące.
Lecz w lotach takich jak dzisiejszy nie chodzi o to, by ktoś odkrył nowy obszar w świecie nauki i techniki. Chodzi o to, że oni stoją na tym samym obszarze wiedzy, co niektórzy najlepsi naukowcy. Mogą dotknąć końca świata - początku przestrzeni kosmicznej. Jak to Verhage powiedział po pierwszym Annual Great Plains Super Launch, "To nie tak, że to, co robimy jest czymś nowym w świecie nauki, tylko fakt, że amatorzy nie mają szans dostać się do takiego rodzaju świata."
Cóż, ci goście mogą.
