Viskas prasidėjo 2008-ųjų vasarą. Pasakiau sau – gausiu Lietuvos nuotraukas iš kosmoso. Nors tada net nežinojau tikslaus veiklos plano, tačiau tikėjau, kad man pavyks. Daug kas mėgino pašiepti tuometines mano svajones... Dabar manau, kad būtent tai stūmė prie užsibrėžto tikslo – įrodyti ne tik sau, bet ir kitiems, kad galiu padaryti tai, apie ką dauguma nė nesvajoja!
Apie projektą GLORY II (2011)
Tada net nenutuokiau, kas manęs laukia. Nemaniau, kad prireiks tiek pastangų, valios, ypač tomis akimirkomis, kai yra lengvesnis kelias – daryti tai, kas tuo metu labiau sekasi. Tai buvo ilgiausiai trunkantis mano projektas. Kai kažkas sekasi ne visai taip, kaip tikiesi, sumažėja azartas ir atsiranda noras užsiimti kitais darbais. Be GLORY, tuo metu dariau kelis smulkesnius projektus. Sunkiausia buvo susikaupti ir grįžti prie pagrindinio tikslo. Kartais reikėdavo labai daug pastangų, norint išsisukti iš susidariusios padėties, išspręsti iškilusias problemas, bet nieko nėra neįmanoma, svarbiausia – reikia dirbti.
Projekto esmė buvo tokia: prie didelio helio pripildyto baliono pririšti fotoaparatą ir balioną paleisti. Balionas turėjo pakelti fotoaparatą į daugiau negu į 30 km aukštį. Susitarta, kad kosminė erdvė prasideda 100 km aukštyje. Tačiau jau 30 km virš žemės atmosfera yra neįtikėtinai reta, dangus visiškai juodas, o horizonte matomas žemės išlinkimas ir ryškus mėlynas atmosferos sluoksnis. Temperatūra ten nukritusi iki maždaug –60 °C, o ultravioletinė saulės spinduliuotė labai didelė – sąlygos labai panašios kaip ir atvirame kosmose.
Tačiau viskas nėra taip paprasta, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Reikia sekimo sistemos, kad galėtume fotoaparatą surasti. Ji turi veikti idealiai – viena klaida gaminant, ir įranga bus prarasta. Fotoaparatas pats nefotografuoja – reikia padaryti specialią sistemą, kuri pati tą fotoaparatą valdytų. Kadangi jau 10 km aukštyje temperatūra siekia –60 °C (balionas kyla į daugiau negu 30 km aukštį), visa įranga turi būti gerai apšildyta. Baterijos turi būti parinktos atsižvelgiant į jas veikiančią temperatūrą. Taip pat reikia apgalvoti saugaus nusileidimo sistemą, visos įrangos atsparumą vandeniui, smūgiams ir kratymui. O be to, reikia nepamiršti, kad visas zondas turi būti kuo lengvesnis – balionas nepakeltų daugiau nei 2 kg sveriančios įrangos. Visos detalės ir sudedamosios dalys gana specifinės ir sunkiai Lietuvoje gaunamos, pavyzdžiui, tik mažoji visų GPS imtuvų dalis veikia 30 km aukštyje, ne visos detalės pritaikytos atlaikyti –60 °C temperatūrą ir t.t.
Padirbėjęs prie projekto daugiau nei metus, 2009-ųjų rudenį paleidau pirmąjį – GLORY I zondą. Visa įranga veikė idealiai, rodos, viskas buvo numatyta. Išskyrus vieną dalyką – vėją. Pagrindinė klaida buvo nežinojimas, kad vėjo kryptis didesniuose aukščiuose gali būti visiškai priešinga vėjui ant žemės. Nors ne tiek nežinojimas, kiek to praleidimas pro akis... Vasara jau buvo seniai pasibaigusi, orai darėsi vis niūresni, norėjosi kuo greičiau išbandyti savo kūrinį. Todėl rugsėjo 20 d. paleistas balionas, pakilęs į 33 km – trigubai didesnį aukštį, nei skraido keleiviniai lėktuvai, su visa brangia įranga ir skrydžio nuotraukomis atminties kortelėje nusileido Baltarusijoje, pasienio ruože. Kadangi tą pačią dieną neturėjau vizos, negalėjau nuvykti į numatomą nusileidimo vietą ir patikslinti koordinačių. Pagal spėjamą nusileidimo vietą ieškoję žmonės įrangos nerado.
Padariau detalų viso projekto aprašymą ir sukūriau šį tinklalapį. Nenuleisti rankų paskatino milžiniškas lankytojų susidomėjimas, skatinimas pradėtą darbą tęsti toliau. Atsirado nemažai žmonių, norinčių projektą paremti finansiškai. Pasimokiau iš nesėkmių ir, ilgai nelaukęs, pradėjau gaminti GLORY II zondą. Žinodamas silpniausias GLORY I puses, GLORY II pagaminau dar tobulesnį. Testų metu viskas veikė nepriekaištingai, šį kartą apskaičiavau ir skrydžio trajektoriją...
Lietuvoje dar niekas nebuvo daręs tokio projekto, gauti tinkamos informacijos nėra lengva. Pateikiu beveik viską, ko reikia, norint sukurti kažką panašaus. Šioje srityje yra dar daugybė vietų, kur galima tobulėti. Tikiuosi, kad savo darbu ką nors įkvėpsiu svajoti apie pačius nerealiausius dalykus ir parodysiu, kad tikint tuo, ką darai – svajonės pildosi.
GLORY II
Pagrindiniai patobulinimai
Nors projekto tikslas nepasikeitė, įrangos, skrydžio trajektorijos skaičiavimų ir paieškų organizavimo atžvilgiais buvo tikrai patobulėta. Esu gana pedantiškas, todėl jei matau, kad kažką galima patobulinti – taip ir padarau. Tai mano pirmasis projektas, kuris apėmė tiek daug mokymosi aspektų: pradėjau nuo programinės įrangos, radijo sekimo sistemų inžinerijos, baigiau fotografija ir tinklapio programavimu. Todėl kad ir kaip stengiesi – niekados neįmanoma iš karto visko numatyti, tik pabaigus darbą, galima pastebėti, kur galima dar patobulėti.
Norint būti užtikrintam, kad visa įranga bus surasta, GLORY II zonde buvo įmontuotos trys skirtingos, viena nuo kitos nepriklausomos sekimo sistemos, kitaip nei pirmame zonde, kuriame buvo tik viena sekimo sistema. Tai garantavo rasti įrangą, jei pagrindinė sekimo sistema neveiktų taip, kaip turėtų.
Vietoje vieno fotoaparato naudojau du. Nors iš jų vienas buvo daug prastesnės kokybės, tačiau tai gerokai padidino tikimybę gauti skrydžio nuotraukas net dėl pagrindinio fotoaparato gedimo. Taip pat dėl įdomumo buvo įmontuota pigi vaizdo kamera, kuri nufilmavo paleidimo momentą.
Vienas pagrindinių GLORY II zondo konstrukcinių privalumų buvo tas, kad elektroninė dalis buvo sudaryta iš atskirų savos gamybos modulių, kurie atliko skirtingas funkcijas. GLORY I įrangą sudarė viena pagrindinė plokštė, kurioje buvo sumontuoti mikrokontroleriai, įtampos stabilizatoriai, baterijos ir sekimo sistemos. Supratau, kad tai nėra tobuliausias variantas tiek tolimesnio įrangos tobulinimo, tiek pagrindinės plokštės dydžio atžvilgiu. Jungiant atskirus modulius vieną ant kito, galima padaryti mažesnę įrenginio plokštę, be to, atskiras dalis galima bus panaudoti ateityje, kituose projektuose.
Naujajame zonde buvo įmontuota daugiau daviklių. Realiu laiku galėjau stebėti atskirų įrangos dalių įtampą, vidinę ir lauko temperatūrą, tikslų aukštį, buvimo koordinates, ryšio kokybę. Remdamasis šiais duomenimis, galėjau tiksliau numatyti ateinančius veiksmus po paleidimo, žinojau tuometinę zondo būklę viso skrydžio metu.
Projekto įranga
Balionas
Visai įrangai pakelti į didesnį nei 30 km aukštį naudojau tokį patį, iš latekso pagamintą, sveriantį 1,2 kg Totex TX1200 balioną, kaip ir GLORY I zondo paleidimo metu. Šie balionai gaminami meteorologiniams tikslams – vėjo greičiui, temperatūrai skirtinguose aukščiuose stebėti. Jie pritaikyti kelti maždaug iki 1 kg sveriančią įrangą. GLORY II zondas svėrė beveik 2 kg, todėl balioną teko pripildyti daugiau dujų. Dėl šios priežasties pakilimo aukštis truputį sumažėjo.
Paleidimo metu baliono skersmuo būna apie 2 metrus. Jis, kildamas į viršų, dėl mažėjančio atmosferos slėgio pučiasi, kol, pasiekęs 30–33 km aukštį, sprogsta – pasiekia didžiausią plėtimosi ribą. Labiausiai neįtikėtina yra tai, kad tokiame aukštyje jis jau būna daugiau negu 9 metrų skersmens.
Balionas turi būti užpildytas lengvesnėmis už orą dujomis. Pasirinkau vandenilio dujas. Nors jos yra degios, tačiau turi keletą privalumų prieš helį. Vandenilis yra keletą kartų pigesnis, be to, lengvesnis. Dėl šios priežasties buvo galima pasiekti maždaug kilometru didesnį pakilimo aukštį nei naudojant helio dujas.
Dujų kiekis balione turi būti toks, kad kilimo greitis būtų apie 350 m/min. Jei kilimo greitis per mažas – balionas gali nepasiekti maksimalaus aukščio ir nesprogti. Jei greitis per didelis – balionas sprogs mažesniame aukštyje nei galėtų. Kada bus pasiektas tinkamas dujų kiekis, nustačiau labai paprastu būdu: pildydamas balioną prikabinau apskaičiuoto svorio (apie 3,4 kg) balastą. Vos tik balionas pradeda kelti balastą, žinau, kad viduje yra reikiamas dujų kiekis.
Parašiutas
Balionui sprogus didesniame nei 30 km aukštyje, visa įranga pereina į laisvojo kritimo būseną. Norint apsaugoti zondą nuo sudužimo smūgio į žemę metu, reikia naudoti parašiutą, kuris sumažintų leidimosi greitį. Čia iškyla keletas problemų. Jei parašiuto skersmuo bus per didelis, zondo leidimosi greitis bus per mažas, todėl vėjas įrangą gali nunešti didelius atstumus nuo paleidimo vietos. Jei parašiuto skersmuo per mažas – smūgio į žemę metu gali išsijungti sekimo sistemos, sudužti fotoaparatai. Reikia rasti tarpinį variantą – mano atveju parašiuto skersmuo buvo 1,2 m. Su tokiu parašiutu leidimosi greitį prie žemės pavyko sumažinti iki 20 km/h.
Parašiuto išskleidimo sistema labai paprasta, tačiau puikiai veikianti. Parašiuto apačia (vieta, į kurią sueina stropos) rišama prie virvės, einančios link zondo. Parašiuto kupolo viršutinis taškas rišamas prie virvės, einančios link baliono. Parašiutas tarnauja kaip tarpinė grandis tarp baliono ir zondo. Balionui sprogus ir įrangai pradėjus kristi, susidaręs vėjo srautas automatiškai išskleidžia parašiutą. Norint išspręsti galimą susipainiojimo tikimybę, tam tikrose virvės dalyse buvo įrišti tvirti žvejybiniai suktukai bei buvo paliktas nemažas atstumas tarp baliono ir parašiuto.
Korpusas
Zondas skrydžio metu turi atlaikyti ekstremalias sąlygas. Jis turi būti atsparus smūgiui nusileidimo metu, kratymui dėl atmosferos turbulencijos skrendant, šalčiui 30 km aukštyje. Yra tikimybė, kad įranga nusileis į ežerą, todėl zondas turi plūduriuoti, būti nepralaidus vandeniui. Nuo viso šito įrangą ir fotoaparatus saugojo korpusas, pagamintas iš specialaus kieto putplasčio. Ši dėžutė buvo apjuosta diržais ir pririšta prie virvė, einančios parašiuto ir baliono link.
Norint pagaminti kuo tvirtesnį ir tikslesnį korpusą, visos dalys buvo išpjautos įkaitusia nichromine viela savos gamybos pjaunančiu prietaisu ir suklijuotos tam skirtais putplasčio klijais. Taip gavau labai sandarią, nuo vandens, šalčio ir smūgių apsaugančią dėžutę.
Korpusas buvo sudarytas iš trijų atskirų ertmių. Dvi šoninės ertmės buvo panaudotos fotoaparatams, vidurinė (vienintelė visiškai atspari vandeniui bei geriausiai apšildyta) – visai likusiai, svarbiausiai įrangai montuoti. Kadangi fotoaparatų objektyvams turi būti išpjautos skylės, šoninės ertmės, nusileidimo į ežerą metu, būtų užlietos. Nuostolis būtų sąlyginai nedidelis, nuotraukas iš atminties kortelių vis tiek galima būtų nuskaityti, nors fotoaparatai būtų buvę sugadinti. Svarbiausia, zondo valdymo ir sekimo sistemos vis tiek išliktų sveikos. Atrodytų, kad puiki mintis būtų šias korpuso skyles, skirtas objektyvams, užklijuoti stiklu. Tačiau iš patirties žinojau, kad dėl zondo viduje esančios drėgmės bei vidaus ir lauko temperatūrų skirtumo stiklas pradeda rasoti, taip visiškai sugadindamas nuotraukas.
Sekimo sistemos
Pagrindinė sekimo sistema
Pagrindinės sekimo sistemos veikimo principas išliko toks pats kaip ir zonde GLORY I. Užprogramuotas mikrokontroleris paima informaciją iš GPS imtuvo (koordinates, greitį, aukštį, ryšio kokybę ir t.t.), temperatūrą iš išorinių ir vidinių temperatūros daviklių, tam tikrų įrangos taškų įtampą (tarp jų ir baterijų sistemos įtampą), visus šiuos duomenis užkoduoja ir perduoda 144,800 MHz dažnio ir 300 mW galios siųstuvui. Informacija iš skrendančio zondo radijo bangomis išspinduliuojama vos sekundės dalį trunkančiais duomenų paketais į automobilyje sumontuotą priėmimo stotį. Ji sudaryta iš radijo imtuvo, prijungto prie nešiojamo kompiuterio. Būdamas automobilyje, žinau beveik visus įmanomus duomenis apie tuometinę zondo būseną, galiu numatyti tolimesnį jo judėjimą ir taip, neatsilikdamas, naudodamasis žemėlapiais ir navigacijomis, sekti jį iš paskos viso skrydžio metu.
Šios sekimo sistemos gamybai skyriau daugiausiai laiko. Visas funkcijas (temperatūros daviklių, GPS imtuvo informacijos apdorojimo, įrangos dalių įtampos fiksavimo) atliko užprogramuotas mikrokontroleris. Sekimo sistemos modulio montažinę plokštę sudarė du takelių sluoksniai. Radijo siųstuvas ir antena buvo sumontuoti ant tos pačios plokštės. Taip pavyko pagaminti mažų gabaritų ir svorio sekimo ir telemetrijos sistemą.
Kadangi nusileidęs zondas gali nuvirsti ant bet kurio šono, reikalinga į visas puses vienodai spinduliuojanti antena. Šiam tikslui naudojau nedidelę, 2 metrų bangų diapazono anteną, kurios stiprinimo koeficientas buvo 0 dBi. Tai nebuvo pati efektyviausia antena, tačiau kitos netiko dėl per didelių gabaritų. Vis dėlto, naudota antena veikė pakankamai gerai.
Automobilyje buvo sumontuota kokybiška Yaesu VX-170 racija, kuri buvo prijungta prie 2 dBi stiprinimo koeficiento antenos, esančios ant automobilio stogo, zondo siunčiamų paketų priėmimui. Garso signalas per izoliacinį transformatorių buvo perduodamas į nešiojamąjį kompiuterį ir ten atkoduojamas. Priėmimo stočiai taip pat turėjau keletą kryptinių Yagi antenų, tačiau jų panaudoti neprireikė.
Prie pagrindinės sekimo sistemos buvo prijungtas Garmin firmos GPS 35 HVS imtuvas, galintis veikti net tokiame aukštyje, į kokį pakilo mano zondas. Nors šio Garmin imtuvo jautrumas nėra toks didelis, kaip naujosios kartos SiRFstarIII imtuvų, tačiau vis dėlto pakankamas. Daugelis laisvai parduodamų GPS imtuvų 30 km aukštyje neveikia: jų programinėje įrangoje būna įdiegti aukščio ir greičio limitai, kad imtuvai nebūtų panaudoti balistinėse raketose. Šiame prietaise tų limitų nebuvo.
GSM sekimo sistema
Kaip atsarginį variantą, į zondą įmontavau pigią, lengvą, kinų gamybos GSM sekimo sistemą, kuri gautas zondo buvimo koordinates GSM ryšiu siunčia į mobilųjį telefoną. Ją naudoti kaip pagrindinę yra labai rizikinga dėl keleto priežasčių. Pirmiausia, GSM ryšys dingsta vos kelių kilometrų aukštyje, todėl beveik viso skrydžio metu nebūtų įmanoma palaikyti ryšio su zondu: nežinočiau nei jo buvimo vietos, nei aukščio, nei įtampos, nei temperatūros. Taip pat negalima būti visiškai tikram, kad įranga nusileis GSM ryšio zonoje, dėl to zondas negalėtų atsiųsti buvimo koordinačių ir būtų pamestas. Tačiau kaip atsarginis variantas pagrindinei sekimo sistemai šis prietaisas visai tinka.
Šią GSM sekimo sistemą truputį patobulinau. Maitinimą pajungiau nuo bendrų įtampos stabilizatorių. Kinų litavimo kokybė truputį išgąsdino, todėl dėl viso pikto detales perlitavau pats. Norėjau būti tikras, kad visos dalys mano zonde veiks nepriekaištingai.
Atsarginė sekimo sistema
Jei nutiktų taip, kad pagrindinė ir GSM sekimo sistemos sugestų, šansus rasti įrangą bent truputį padidintų šis mažo galingumo radijo švyturys, galintis veikti beveik mėnesį, siųsdamas tuščią radijo signalą 2 metrų bangų diapazone. Iš oro su kryptinėmis antenomis radijo pelengavimo būdu jis galėtų būti užfiksuotas kelių kilometrų atstumu. Šis mažas siųstuvas automatiškai įsijungia išsikrovus visoms įrangos baterijoms. Jis turi savo maitinimo šaltinį ir yra visiškai nepriklausomas nuo visos likusios įrangos.
Fotoaparatai
Naujajame GLORY II zonde buvo sumontuoti du fotoaparatai ir pigi vaizdo kamera, kuri nufilmavo paleidimo momentą. Vieną iš fotoaparatų gavau nemokamai. Jis buvo prastesnės kokybės, tačiau labai lengvas, todėl nusprendžiau, kad puikiai tiks kaip atsarginis variantas pagrindiniam fotoaparatui. Visada yra tikimybė, kad kažkas nesuveiks, kaip planuota. Du fotoaparatai padidino tikimybę gauti skrydžio nuotraukas.
Kaip pagrindinį fotoaparatą naudojau Canon PowerShot A590 IS. Vienas iš jo privalumų yra tas, kad šis fotoaparatas turi optinę vaizdo stabilizavimo sistemą, gerokai padidinančią nuotraukų kokybę ypač tokiomis sąlygomis, kokiomis fotoaparatas dirbo skrydžio metu. Taip pat šiame įrenginyje galima pačiam keisti visus fotografavimo nustatymus, dėl to galima gauti geresnės kokybės nuotraukų. Fotoaparato maitinimas ir valdymas buvo pajungti nuo GLORY II įrangos. Nustačiau, kad skrydžio metu fotografuojama būtų kas 5,3 s, nuotraukas saugojo 4 GB talpos SD atminties kortelė.
Kaip atsarginį fotoaparatą naudojau daug prastesnės kokybės PRAKTICA DCZ 5.7. Jo ekranas buvo sudaužytas, todėl išardęs išėmiau visas nereikalingas dalis (ekraną, blykstę), fotoaparatą pritaikiau prie savo zondo. Pagrindinis privalumas yra tas, kas šis prietaisas svėrė vos 115 g. Iš vidaus išvedžiau valdymo ir maitinimo laidus, juos pajungiau prie GLORY II įrangos, kuri automatiškai valdė fotoaparatą. Nustačiau, kad skrydžio metu fotografuojama būtų kas 11,3 s. Į fotoaparatą įdėjau 2 GB talpos SD atminties kortelę.
Įdomumo dėlei, norėdamas nufilmuoti paleidimo momentą, nukreipęs į apačią, prie zondo priklijavau ypač lengvą, pigią ir mažą vaizdo kamerą. Labiausiai stebina tai, kad šio „signalizacijos pultelio“ filmavimo kokybė lenkia daugumą mobiliųjų telefonų. Į vidų buvo įdėta 4 GB talpos microSD atminties kortelė. Išardęs šią kamerą, perdariau maitinimo sistemą, taip pat, norėdamas išvengti gedimų dėl prastos litavimo kokybės, perlitavau mikroschemas.
Įtampos stabilizatoriai
Visai įrangai maitinti reikia skirtingų įtampų maitinimo šaltinių. Dviem fotoaparatams 3,15 V (didžiausia vartojama srovė beveik 3 A), 5 V mikrokontroleriams, temperatūros davikliams, siųstuvui, 7 V GPS imtuvui. Kadangi baterijų sistema teikia apie 24 V įtampą, kuri, joms išsikraunant, mažėja iki 0 V, įrangos maitinimui reikalingi įtampos stabilizatoriai. Paprasčiausi 78* serijos stabilizatoriai visiškai netinka, jų naudingumo koeficientas mano atveju būtų buvęs ypač mažas, didžioji baterijų energijos dalis būtų iššvaistyta veltui.
Šiam tikslui pasigaminau „buck“ tipo įtampos stabilizavimo modulius, kurių naudingumo koeficientas siekia 95%, t.y. tik 5% visos suvartojamos energijos pavirsta šiluma zondo viduje, kuri, beje, irgi yra naudinga, kai zondą veikia –60 °C temperatūra.
Baterijų plokštė
Skrydžio metu energiją įrangai teikė nuosekliai sujungtų baterijų sistema. Kadangi temperatūra zonde gali nukristi iki –60 °C, įprastos baterijos ar akumuliatoriai šiam tikslui netinka. Todėl kainos, svorio ir energijos talpos atžvilgiais vienos iš tinkamiausių yra Energizer L91 nekraunamos AA Li-FeS2 baterijos. Lyginant su paprastomis baterijomis, šios vos ne dešimtį kartų brangesnės, tačiau yra labai lengvos, gali atlaikyti iki –40 °C temperatūrą bei yra pakankamai didelės talpos. Trijų sekimo sistemų, dviejų GPS imtuvų ir fotoaparatų maitinimui viso skrydžio metu energiją teikė 16 tokių baterijų, sumontuotų į specialią, savos gamybos baterijų plokštę. Taip gavau patikimą, apie 24 V įtampos maitinimo šaltinį, turintį pakankamai energijos maitinti sekimo sistemas gana ilgą laiką net po nusileidimo.
Motininė plokštė
Šiame zonde visos pagrindinės dalys buvo sudarytos iš atskirų modulių. Norint jas patikimai tarpusavyje sujungti, buvo pagaminta motininė plokštė, ant kurios buvo montuojama visa likusi įranga. Atskiri moduliai, fotoaparatai, tarpusavyje jungėsi būtent per šią plokštę. Mikrokontroleris, kuris valdė fotoaparatus, buvo įlituotas plokštės viršuje. Taip gavau tvirtą, atsparią smūgiams elektroninės įrangos konstrukciją: buvau užtikrintas, kad net smūgio į žemę metu nei vienas laidas nenulūš ir niekas neatsijungs.
Paleidimas
Kelios savaitės prieš GLORY II paleidimą buvo pačios neramiausios. Vasara vėl ėjo į pabaigą, rudenį turėjau išvažiuoti į Vilnių studijuoti, todėl dėl mokslų zondui paleisti visai nebūtų likę laiko. Teko pradėti kaip niekad daug dirbti, nes įranga dar nebuvo visiškai pabaigta. Prieš paleidimą daug kartų turėjau tikrinti, ar viskas veikia taip, kaip turėtų, teko nuolat stebėti orus, skaičiuoti galimą zondo nusileidimo vietą. Viską reikėjo derinti su kitais žmonėmis, be to, paleidimą norėjau legalizuoti. Žodžiu, galva nuolat buvo pilna minčių, kaip ko nors neužmiršti. Menkiausia klaida galėjo vėl sugadinti visą dvejų metų darbą, todėl nerimo tikrai buvo.
Galiausiai, nepaisant keleto nesklandumų, viską daugybę kartų iš naujo permąstęs, patikrinęs, perprogramavęs, baigiau elektroninę zondo dalį. Reikėjo tik suklijuoti korpusą, nusipirkti dujų balioną ir sulaukti tinkamo paleidimui oro, žodžiu, sunkiausias darbas buvo padarytas. Nerimavau, kad viskas nesibaigtų kaip su pirmuoju zondu, kai 2009-ųjų rudenį dėl nenumatytos vėjo krypties didesniuose aukščiuose, zondas nusileido Baltarusijoje, pasienio ruože, ir buvo pamestas su visomis skrydžio nuotraukomis ir brangia įranga. Po pirmojo paleidimo pasakiau, kad kitą kartą, norėdamas būti užtikrintas, kad zondas nusileis Lietuvoje, važiuosiu toliau nuo pasienio. Tačiau, po kurio laiko, pradėjęs giliau domėtis meteorologija ir vėjais didesniuose aukščiuose, nuomonę pakeičiau, nes supratau, kad galima numatyti zondo nusileidimo vietą. Labai norėjau nufotografuoti savo apylinkes, ežerų kraštą iš paukščio skrydžio. Be to, namuose turiu visą reikalingą įrangą, todėl iš kiemo leisti žymiai patogiau.
Kiekvieną dieną po kelis kartus tikrinau meteorologines prognozes ir bandžiau numatyti apytikrę zondo nusileidimo vietą, jei paleidimas vyktų mano kieme. Kurį laiką orai nieko gero nežadėjo. Arba dienos buvo labai debesuotos, arba vėjas turėjo pūsti į Baltarusijos pusę. Truputį nusivyliau, nes tokiu atveju būtų tekę zondą leisti beveik prie Kauno. Tačiau sėkmė nusišypsojo. Prognozės parodė, kad rugpjūčio 15–16 dienomis turėjo būti giedra, o svarbiausia – vėjo kryptis ir greitis visiškai tinkami visuose aukščiuose.
Galiausiai nusprendžiau – GLORY II kils 2011-ųjų rugpjūčio 15 dieną. Paleidimo diena sutapo su nedarbo diena – Žolinių švente, todėl visi pažįstami buvo laisvi ir galėjo atvykti stebėti paleidimo. Šią dieną kėliausi anksti – norėjau neskubėdamas viską dar kartą patikrinti, surinkti įrangą ir balioną paleisti ryte, apie 9 valandą. Iš patirties žinojau, kad viskas gali trukti kiek ilgiau, nei planuota.
Nuo ankstyvo ryto pradėjo rinkis draugai. Kaip ir per praėjusį kartą, parasparniu atskrido Sigitas, turėjęs nufotografuoti baliono paleidimą iš oro.
Sulaukęs naujausių meteorologinių prognozių, perskaičiavau ir patikslinau numatomą skrydžio trajektoriją ir nusileidimo vietą – balionas turėjo leistis netoli Utenos. Sudėjęs visą įrangą į korpusą, įjungęs fotoaparatus ir užklijavęs zondą, buvau pasiruošęs pripildyti balioną. Jį pripildėme truputį daugiau nei 4 m3 vandenilio dujų. Nors tokį 2 metrų skersmens balioną mačiau jau antrą kartą, atrodė vis tiek nuostabiai.
Viską dar kartą patikrinęs, pririšau virves prie baliono ir korpuso. Buvau pasiruošęs paleisti GLORY II zondą. Akimirką dar kartą viską permąstęs, truputį nerimaudamas, tačiau tikėdamas, kad viskas puikiai pavyks, 09:23 val. paleidau savo kūrinį.
Paieškos
Paleidę balioną, susėdome į dvi mašinas ir pajudėjome iš paskos. Tik vienoje iš mašinų buvo sumontuota koordinačių priėmimo stotis. Joje važiavome trise. Į pusbrolio automobilį sulipo visi kiti, norintys padėti ieškoti. Kadangi jau buvau apskaičiavęs, kad balionas leisis netoli Utenos, nutarėme, kad mes su džipu važiuosime nuo baliono beveik neatsilikdami per miškus (nenorėjau labai nutolti nuo baliono, nes tokiu atveju atsiranda rizika prarasti ryšį). Pusbrolis asfaltuotu keliu pro Molėtus turėjo važiuoti Suginčių link, palaukti mūsų ir toliau važiuoti kartu.
Iš pradžių viskas sekėsi puikiai. Baliono skrydžio trajektorija beveik visiškai atitiko mano apskaičiuotą, temperatūra zondo viduje laikėsi tokia pati kaip ir ant žemės, maitinimo įtampa buvo ideali. Tačiau praėjus 40 minučių nuo paleidimo momento, teko truputį sunerimti. Ryšys tarp baliono ir džipe sumontuotos priėmimo stoties ėmė po truputį silpnėti. Kartais ne visi koordinačių paketai būdavo atkoduojami. Po kurio laiko supratau, kad dėl visko kaltas ne koks nors gedimas mano gamintoje sekimo sistemoje, o tai, kad mes esame miške. Kadangi siųstuvo galingumas labai nedidelis (vos 300 mW), reikia būtinai palaikyti tiesioginį matomumą su balionu. Aplinkui esantys medžiai labai blogino ryšio kokybę. Teko paskubėti greičiau išlėkti iš miško ir atsidurti atviresnėje vietovėje. Supratau, kad geriau būtų buvę važiuoti kartu su pusbroliu normaliu keliu, net ir tolstant nuo baliono, nei būti tankiame miške. Viskas pasikeitė vos išvažiavus iš miško – ryšio kokybė pastebimai pagerėjo.
Suginčiuose susitikome su kita paieškų komandos dalimi. Skrydžio trajektorija ir toliau buvo labai panaši į numatytą, todėl žinojome – po 20 minučių zondas kabos mums virš galvų, būdamas beveik 30 km aukštyje. Nusprendėme truputį palaukti. Po kurio laiko sekimo sistema mano prognozes patvirtino. Tokiame aukštyje balionas jau buvo išsiplėtęs iki 9 metrų skersmens. Labiausiai nustebino tai, kad draugams kažkokiu nepaaiškinamu būdu balioną danguje pavyko surasti ir įžiūrėti plika akimi! Tai yra tikras atsitiktinumas, nes, net pirštu parodžius kryptį, teko bent keletą minučių ieškoti, kol pavyko ir mums akimis pagauti balioną. Jis atrodė kaip maža žvaigždutė, matoma vidury dienos. Per žiūronus galima buvo įžiūrėti, kad šis objektas – baltas rutulys. Turėjome judėti toliau, tačiau pasidarė labai įdomu, kadangi, pagal visus skaičiavimus, balionas turėjo sprogti per artimiausias kelias minutes. Įsitaisėme ant žolės ir pradėjome laukti. Po kelių minučių „žvaigždutė“ dingo. Per žiūronus aiškiai buvo matyti, kaip balionas pasidalijo į smulkius skutelius.
Sprogus balionui, žinojome, kad įrangai nusileisti iš 30 km aukščio reikia vos pusvalandžio, todėl greitai susikrovėme daiktus ir pradėjome skubėti į numatomą nusileidimo vietą. Pirmus kilometrus žemyn įranga įveikė milžinišku greičiu. Neįtikėtina, pagalvojus, kaip gana netoli nuo mūsų skiriasi atmosferos sąlygos. Dėl ypač mažo oro tankio parašiutas nėra labai veiksmingas, todėl pradžioje kritimo greitis siekė 180 km/h.
Įrangai artėjant link žemės, kritimo greitis po truputį pradėjo panašėti į apskaičiuotą. Buvo aišku, kad parašiutas visiškai išsiskleidęs ir nusileidimas turėtų būti sėkmingas. Nuolatos pagal naujausias koordinates planavau tolimesnį maršrutą. Sekimas buvo toks sklandus, kad aiškiai, plika akimi pro langą matėsi besileidžiantis parašiutas, kai jis dar buvo kelių kilometrų aukštyje. Likus keletui minučių iki nusileidimo, truputį nepasisekė: tolimesnis maršrutas vedė per nepravažiuojamą kiemą. Teko greitai apsisukti ir į nusileidimo vietą skubėti nauju keliu. Parašiutą iš akių pametėme, po minutės labai susilpnėjo siųstuvo signalas. Buvo aišku, kad 11:33 val. (po lygiai 2 val. 10 min. skrydžio) GLORY II nusileido. Radijo imtuve galima buvo girdėti sekimo sistemos siunčiamus koordinačių paketus, tačiau dėl prasto ryšio jų atkoduoti nepavykdavo. Kad ir kaip bebūtų, šis garsas rodė, kad pagrindinė sekimo sistema vis dar veikia, nes smūgio į žemę metu yra didžiausia tikimybė sugesti arba išsijungti GLORY II įrangai.
Tuo metu buvome vos už poros kilometrų nuo nusileidimo vietos, todėl, greitai suvedę paskutines gautas koordinates, judėjome į tą pusę, kur nusileido balionas. Ryšys su įranga ėmė stiprėti, kol galiausiai pavyko atkoduoti galutines koordinates. Paaiškėjo, kad įranga guli pievoje, apie pusę kilometro nuo mūsų. Greitai šokome iš mašinų ir pradėjome bėgti į nusileidimo vietą. Netoliese buvo keletas namų, buvo truputį neramu, kad įrangos nepaimtų vietiniai gyventojai. Tačiau nusileidę dar nuo kelių kalvų, visi labai nudžiugome. Atrodytų – stebuklas – prieš dvi su puse valandos paleistą kosminį zondą matėme gulintį pievos viduryje, beveik už 50 km nuo paleidimo vietos.
Apžiūrėjus gulinčią įrangą, pasidarė aišku, kad GLORY II misija turėtų būti sėkminga. Zondas visiškai be pažeidimų, ant dugno nuo smūgio buvo matomas nežymus žolės antspaudas. Parašiutas nesusipainiojęs, šalia jo gulėjo sprogusio baliono liekanos. Tereikėjo įsitikinti, ar šis įrenginys padarė skrydžio nuotraukas. Įdėmiau apžiūrėjęs zondą, pastebėjau, kad pagrindinio fotoaparato objektyvas aprasojęs. Vyliausi, kad jis aprasojo gulėdamas ant žemės. Abu GLORY II fotoaparatai vis dar fotografavo, todėl papozavę prieš ant žemės gulintį zondą, susirinkome visą įrangą ir nusinešėme į mašinas.
Automobilyje teko truputį pavargti. Norėdamas išjungti fotoaparatus ir atjungti baterijas, turėjau išardyti zondą. Korpusas buvo užklijuotas neardomai, todėl teko jį supjaustyti. Atidarius korpusą, viduje įranga buvo šilta, iš pirmo žvilgsnio viskas veikė taip pat, kaip ir prieš paleidimą. Nuotraukų kol kas dar nežiūrėjome ir, atjungę baterijas, nuskubėjome namo.
Rezultatai
Laimingai grįžę, visi susibūrę prie kompiuterio nekantravome įsitikinti, ar misija buvo sėkminga. Greitai perkėliau visus duomenis į kompiuterį. Pagrindinis fotoaparatas buvo padaręs 2092 nuotraukas, atsarginis fotoaparatas – 1023. Kamera nufilmavo 23 minutes. Viskas kaip ir planuota, beliko įsitikinti, kad pagrindinio fotoaparato objektyvo aprasojimas nesugadino nuotraukų.
Pamačius nuotraukas, apėmė neapsakomas džiaugsmas. Supratau, kad mano vaikystės svajonė – gauti Lietuvos nuotraukas iš kosmoso – išsipildė. Jausmas nepakartojamas, kai suvoki, kad kadrai, kuriuose matomas kosmoso juodumas, žemės išlinkimas ir mėlynas atmosferos sluoksnis, padaryti mano sukurtos įrangos, o ne kokio nors NASA erdvėlaivio. Peržiūrėjus nuotraukas, buvo matyti, kad objektyvas užrasojo leidžiantis, likus vos keliems šimtams metrų iki žemės. Aišku, dėl zondo svyravimo ir sukimosi dalies nuotraukų vaizdas išsiliejęs. Tai irgi buvau numatęs, todėl pasistengiau, kad skrydžio metu būtų padaryta kiek galima daugiau nuotraukų.
Daugiau nuotraukų rasite galerijoje.
GLORY II paleidimas from Ernestas Kalabuckas on Vimeo.
Be nuotraukų gavau daugybę informacijos apie baterijų įtampą įvairiuose aukščiuose bei duomenis iš išorinių ir vidinių temperatūros daviklių. Tai bus naudinga informacija ateityje, kuriant naujus prietaisus. Įsitikinau, kad galiu pagaminti įrangą, nepriekaištingai veikiančią bet kokiomis sąlygomis. Darydamas šį projektą, išmokau susikaupti, dirbti net tada, kai daug kas manimi abejojo, kai visus sprendimus turėjau priimti pats, kai, rodos, būdavo įdomesnių užsiėmimų. Gavau ne tik teorinių žinių, bet ir labai svarbių praktinių sugebėjimų. Abejoju, ar tokiems projektams tiek kainos, tiek naudingų žinių atžvilgiu yra kokia nors alternatyva.
Nepaisant pirmojo zondo nesėkmės 2009-ųjų rudenį, GLORY projektas – visiškai sėkmingas. Supratau, kad svarbiausia reikia dirbti siekiant savo svajonių, o žmonių, norinčių padėti tiek finansiškai, tiek patarimais, visada bus. Smagiausia, kad išsipildė ne viena svajonė. Pabaigęs projektą, buvau pakviestas į SEMWO (Space Economy in the Multipolar World) 2011 kosmoso konferenciją, lapkričio 16–18 dienomis vykusią Vilniuje, kur turėjau galimybę susitikti su kosmonautu Igoriu Volku (Igor Volk), astronautu Karoliu J. Bobko (Karol Joseph Bobko) bei spausti ranką NASA Ames tyrimų centro vadovui Simonui P. Wordenui (Simon P. Worden). Be to, po kurio laiko Vilniaus universiteto planetariume vykusioje parodoje GLORY II nuotraukos laimėjo specialias nominacijas. Gavau išskirtinį apdovanojimą su minėtų kosmonauto ir astronauto parašais. Taip pat šių renginių metu susipažinau su daugybe įdomių žmonių, turinčių įvairiausių idėjų bei pasiūliusių pagalbą ateinančiuose projektuose.
Nors projekto GLORY visi tikslai sėkmingai įgyvendinti, tai tikrai ne pabaiga. Dar turiu daugybę idėjų, ir tik laiko klausimas, kada jos taps realybe. Ateityje planuoju pradėti kurti raketas. Balionu iškėlus galingą raketą į 30 km aukštį ir ten ją paleidus, galbūt galima būtų pasiekti net tikrą kosminę erdvę. Bet tai jau bus kita istorija...
DUK
Ar tai nekelia pavojaus lėktuvams?
Pavojus yra neįtikėtinai mažas, tačiau, norint būti visiškai užtikrintam, paleidimas buvo derintas su atitinkamomis institucijomis. Be to, zonde yra pakankamai metalo, todėl jis būtų matomas lėktuvų radaruose.
Kokia projekto kaina?
Kai 2008-ųjų vasarą pradėjau dirbti prie šio projekto, maniau, kad visa įranga kainuos apie 600 litų ir viską baigsiu jau po kelių mėnesių... Galutinė detalių kaina, įskaitant abu zondus, tikriausiai siekia 4000–5000 litų. Jei ne klaidos, viskas būtų kainavę žymiai mažiau. Tačiau, nepadarius klaidų, nieko neišmokstama.
Ar viską darei vienas?
Negaliu sakyti, kad viską dariau vienas. Yra labai daug žmonių, prisidėjusių prie projekto sėkmės. Pradedant tėvu (jei ne visi jo turimi įrankiai, dirbtuvės, medžiagos, nieko nebūčiau padaręs), baigiant tinklapio lankytojais, kurių palaikymas labai padėjo. Tačiau bendraminčių mano miestelyje, su kuriais būčiau dirbęs – nebuvo.
Kur radai schemas ir informaciją, kaip tai padaryti?
Beveik viską nuo pradžių sugalvojau ir pagaminau pats, savo rankomis. Informaciją rinkau internete, užsienietiškuose puslapiuose. Aišku, dviračio neišrasi, kai kurias schemų dalis radau detalių specifikacijose, tačiau kaip viską tarpusavyje susieti, sujungti, kaip pagaminti montažines plokštes, viską sumontuoti ir kaip visa tai įgyvendinti turimomis priemonėmis sugalvojau pats.
Padėkos
Ačiū tėvams (Tadui Kalabuckui ir Daliai Kalabuckienei) už projekto finansavimą.
Sigitui Sparnaičiui už baliono paleidimo fotografavimą iš oro.
Editai Ratkė už renginio fotografavimą.
Jolantai Liubeckaitei už šio tinklapio teksto redagavimą.
Už pagalbą ieškant: Evaldui Rinkevičiui, Antanui Rinkevičiui, Karoliui Markauskui, Eimantei Kalabuckaitei, Gintarui Kalinauskui, Loretai Rinkevičiūtei.
Taip pat Brigitai Pateckytei, Edmundui Kavaliūnui, Zenonui Stepanavičiui, Kristinai Rinkevičienei, Virgilijui Kalinauskui, Virginijai Kalinauskienei, Arūnui Masevičiui, Ingai Piesliakaitei, Sandrai Sparnaitienei ir visiems kitiems, atvykusiems palaikyti.
Prie projekto sėkmės taip pat prisidėjo: Gediminas Kiseliauskas, Tautrimas Pajarskas, Vytenis Gervinskas, Armantas Pocius, Vacys Mažėtis, Paulius Ambrazevičius, Antanas Katelevskis, Aivaras Rutkauskas, Kęstutis Mikoliūnas, Marius Mikoliūnas, Emanuelis Norbutas, Adas Vasiliauskas, Kristina Dalbokienė, Evaldas Augutis, Sigitas Sparnaitis, Giedrius Regelskis, Žygimantas Žalnerauskas, Vladas Lašas, Linas Karpavičius, Juozas Kapturauskas, Vilius Kvedaras, Rytis Umbrasas, Saulius Okunevičius, Vytautas Vilimas, Edmundas Kavaliūnas, Egidijus Narkus.
Be to, norėčiau padėkoti visiems tinklapio lankytojams. Jei ne Jūsų pagyrimai, paskatinimai, taip toli nebūčiau nuėjęs. Projektas tikriausiai ir būtų pasibaigęs pirmu pamestu zondu. Dabar, žiūrėdamas į gautas nuotraukas, galiu drąsiai teigti – nieko nėra neįmanoma, svarbiausia – siekti tikslo, kad ir kas benutiktų!
Ernestas Kalabuckas
Glory.lt
