И, наконец, в декабре все того же 1783 года профессор Шарль вместе со своим другом Робером продержался в воздухе больше 2 часов и опустился в 40 км от места старта. Шарльер летал дольше потому, что водород обеспечил большую подъемную силу; ведь этот газ в 3,5 раза легче воздуха, даже нагретого до 100 градусов.
Шарль внес усовершенствования и в конструкцию самого аэростата. В оболочку был встроен клапан — пружинная «калитка», с помощью которой часть газа можно выпустить из оболочки, когда придет пора снижаться. Догадался изобретатель запастись и балластом — песком в мешочках. Если аэростат опускается, а аэронавт намерен продолжить полет, он высыпает часть песка за борт, шар становится легче и полет продолжается.
Гондола — прочная корзина, сплетенная из ивовых прутьев, — была подвешена не к нижней части шара, как в монгольфьере, а к специальной сетке, охватывавшей всю оболочку. А значит, меньшей была опасность, что гондола оторвется при резком рывке, порыве ветра. В гондоле имелся и якорь-гайдроп — длинный канат, который выбрасывали за борт при посадке. Он волочился по земле и тормозил аэростат, гонимый ветром.
Таким образом, Шарль предусмотрел практически все приспособления, которыми воздухоплаватели пользуются и по сей день.
Первыми женщинами, которые совершили подъем на привязном монгольфьере, были маркиза де Монталамбер, графиня де Подена и мадемуазель де Лагард. Они поднялись в воздух 20 мая 1784 года в Фобург-Сент-Антуан, одном из пригородов Парижа.
А мадам Тибль, которая поднялась на монгольфьере с месье Флераном 4 июня 1784 года в Лионе (Франция), оказалась первой женщиной, совершившей свободный полет на высоту 2600 м.
Удачные полеты в Париже ободрили воздухоплавателей других стран. Первые аэростаты появились также в Германии, Англии, Испании… В ноябре 1783 года состоялся первый полет аэростата и в России.
Полеты не для удовольствия
Первый полет с научными целями совершили в 1802 году немецкие ученые Гумбольдт и Бомлан. С помощью аэростата они установили, что с подъемом температура окружающего воздуха снижается.
Несколько полетов совершили известные французские ученые Жан Батист Био и Жозеф Луи Гей-Люссак. Ими были получены достоверные данные о том, что с высотой меняется не только температура, но и давление, влажность и состав воздуха. Было установлено, что человек на большой высоте начинает задыхаться.
Выяснили ученые и причину этого. Поскольку с высотой давление уменьшается, во вдыхаемом воздухе уже не содержится достаточного количества кислорода. Как только аэростат поднимается выше 5000 метров, у аэронавтов появляются первые признаки «горной болезни» — человек слабеет, у него начинает кружиться голова, снижается острота зрения и слуха… При длительном пребывании на высоте около 8000 метров человек вообще может умереть от кислородного голодания. Поэтому аэронавты стали брать с собой в полет баллоны с кислородом.
В 1804 году в научном полете, организованном Петербургской академией наук, принял участие академик Я. Д. Захаров. Наши исследователи одними из первых начали использовать аэростаты и для астрономических наблюдений. Ведь воздушный шар способен подняться выше облаков, а значит, погода уже не могла помешать наблюдателям видеть Солнце, Луну, другие звезды и планеты.
Так в 1887 году великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев совершил полет, чтобы увидеть своими глазами солнечное затмение. Причем обстоятельства этой экспедиции складывались достаточно драматично. Предназначенный для полета аэростат «Русский» за ночь перед стартом основательно вымок под дождем. И утром его отяжелевшая от влаги оболочка не могла поднять двух человек, как предполагалось ранее. Тогда Менделеев решил стартовать в одиночку, оставив на земле командира аэростата.
«Солнечное затмение ждать нас не будет!» — заявил ученый и взлетел, не имея опыта управления аэростатом. И все же риск оправдался: во время трехчасового полета ученый не только провел все необходимые наблюдения, но и смог справиться с управлением, самостоятельно ликвидировал неисправность спускного клапана и совершил благополучное приземление.
Аэростат стали рассматривать как надежное средство для совершения полетов. Тем более что к концу XIX века рекордная продолжительность полетов достигла уж 35 часов 45 минут! Аэронавты преодолели за это время расстояние в 1922 км!
Единственный недостаток воздушного шара исследователи видели лишь в том, что лететь все время приходилось по воле ветра. Нужно было что-то придумать для преодоления этого недостатка.
Вспомните, первые корабли и лодки могли плыть в основном по ветру. Если же такой курс не устраивал моряков, они вынуждены были садиться за весла. Силе ветра они могли противопоставить лишь силу своих мускулов. Но физических сил у человека не так уж много. Куда сильнее он умственно. И потому со временем мореплаватели научились строить парусные и иные корабли, которые могли плавать наперекор ветру и волнам.
Примерно то же самое происходило и в небе. Поначалу воздухоплаватели пробовали брать с собой в полет весла, но быстро поняли их бесполезность. Вода в 800 раз плотнее воздуха, а кроме того, практически несжимаема, поэтому от нее и удается оттолкнуться веслом. Махая же веслами в воздухе, можно лишь навевать ими прохладу, словно веерами-опахалами.
Впрочем, несколько полезных идей аэронавты у мореплавателей все же почерпнули. Например, известно: узкая лодка движется быстрее широкой при одинаковых усилиях гребцов. Оболочки аэростатов тоже стали делать вытянутыми, сигарообразной формы.
Еще одно новшество — некоторые изобретатели стали ставить на аэростатах… паруса. Например, в 1897 году шведский инженер Соломон Август Андре с двумя спутниками рискнул отправиться на воздушном шаре «Орел» к Северному полюсу. Перед тем как отправиться в полет, Андре долго выжидал ветер нужного направления. Но еще больше, чем на ветер, который ведь всегда может перемениться, инженер надеялся на новшества, которые он внес в конструкцию своего шара.
Попеременно управляя гайдропами и парусами, Андре научился отклонять полет шара почти на 30 градусов в сторону от направления ветра. А если учесть еще, что полетом можно управлять и по высоте, сбрасывая балласт и работая клапаном для выпуска газа из оболочки, то Андре надеялся, что ему все-таки удастся направить шар именно к Северному полюсу.
Однако, как показала практика, Андре переоценил достоинства своей конструкции. Шар вскоре обмерз, отяжелел, потерял подъемную силу, и экспедиция была вынуждена высадиться на лед. Ее участники, так и не добравшись до полюса, отправились в обратный путь пешком. От холода и недоедания они вскоре обессилели, заболели… И экспедиция в конце концов обернулась трагедией — никто из ее участников так и не добрался до берега…
Д. И. Менделеев, как уже говорилось, открыл новую сферу применения аэростатов. Их стали использовать в качестве летающих научных площадок. Причем для покорения заоблачных высот в 30-е годы XX века во всем мире, в том числе и в нашей стране, стали строить специальные высотные воздушные шары — стратостаты.
Именно на таком шаре 30 июня 1901 года профессорами Берсоном и Сюрингом из Берлинского общества воздухоплавания был установлен первый официальный рекорд высоты полета для аэростата — они поднялись на высоту 10 800 м.
Говорят, правда, еще 5 сентября 1862 года Джеймс Глейшер поднялся на высоту 11 275 м. Но, поскольку в то время не существовало достаточно надежных высотомеров, то ему не удалось зафиксировать факт подъема на рекордную высоту официально.
Бельгийские ученые О. Пикар и П. Кипфер 27 мая 1931 года совершили подъем на 15 781 м. Год спустя Пикар уже с другим напарником — М. Козинсом — еще улучшил свое достижение, поднявшись на 16 370 м.
Этот рекорд мечтали побить во многих странах. Осенью 1933 года это удалось сделать исследователям нашей страны. Стратостат «СССР-1» с тремя аэронавтами на борту — Г. А. Прокофьевым, К. Д. Годуновым и Э. К. Бирнбаумом — поднялся на высоту 18 800 м.
Впоследствии рекорд высоты полета на стратостатах еще неоднократно обновлялся. Однако далеко не всегда подобные экспедиции заканчивались благополучно. Скажем, 31 января 1934 года всю мировую прессу облетело сообщение о трагической гибели экипажа стратостата «Осоавиахим-1». П. Ф. Федосеенко, А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин достигли высоты в 22 км, однако при спуске произошло обледенение оболочки стратостата, отрыв его гондолы и отважные исследователи погибли.
