В открытой гондоле (продолжение)

На заре девятнадцатого столетия широкую известность в ученом мире и в среде воздухоплавателей получил подъем бельгийского естествоиспытателя Робертсона.

'Минерва' - воздушный корабль, предназначенный для исследования атмосферы

18 июля 1803 года Робертсон в обществе своего товарища Поста, поднявшись в Гамбурге, проделал воздушное путешествие продолжительностью более пяти с половиной часов кряду. Никому еще не удавалось столь долго продержаться в воздухе.

За это время Робертсон произвел наблюдения за температурой и давлением окружающего воздуха, силой и направлением ветра. Проводя опыты с электричеством, Робертсон заметил, что электрическая искра в разреженном воздухе имеет гораздо большие размеры, нежели в обычных условиях.

Воздухоплаватели одними из первых поднялись на высоту около 7000 метров, испытав на себе тягостное воздействие разреженного воздуха. Вот как рассказал об этом сам Робертсон.

"Мы испытывали какой-то страх: шум в ушах, который мы чувствовали уже давно, все усиливался по мере того, как барометр опускался... Страдание, испытываемое нами, походило немного на чувство, которое охватывает вас, когда вы надолго погружаетесь с головой в воду. Грудь словно растянулась и потеряла упругость; мой пульс был очень ускоренный, а у Лоста несколько менее; у него, как и у меня, губы вспухли, глаза налились кровью; на руках у меня все вены вздулись и рельефно обрисовались из-под кожи. Кровь так приливала в голову, что, по замечанию моего товарища, шляпа стала для него слишком тесна. Холод чувствительно увеличивался... Мое болезненное состояние значительно усилилось: я впал в апатию; оба мы едва могли бороться с дремотой, которой боялись как смерти".

Робертсон захватил с собою двух голубей. Один из них погиб, как только они поднялись на большую высоту. Другой оказался выносливее, но выглядел словно бы оглушенным. Борясь с дремотой, Робертсон поставил птицу на край гондолы и пытался спугнуть ее. Но та лишь слабо пошевелила крылом, а затем камнем упала за борт...

Воздухоплаватели, не теряя мужества, еще некоторое время продолжают полет, а затем, боясь потерять сознание, Робертсон потянул клапанную веревку, и шар опускается в окрестностях Ганновера.

Слава о покорителях воздушной стихии обошла почти весь мир. С большим интересом к появлению воздушных шаров отнеслось и русское общество. Первым официальное сообщение о необыкновенных событиях в Париже, адресованное императрице Екатерине II, сделал русский посланник во Франции И. Баратынский. Вслед за тем подробный рассказ об этом поместили на своих страницах "Санкт-Петербургские ведомости", Санкт-Петербургская вивлиофика журналов", "Московские ведомости". Мало того, вскоре вышла и первая в России книга о воздухоплавании "Рассуждения о воздушных шарах, горючим веществом наполненных и по воздуху летающих, или воздухоносных, изобретенных г. Монголфиером в Париже. С французского на российский язык переведенные Н. [естером] М. [аксимовичем] А.[мбодиком] во граде св. Петра 1783 г.".

В том же 1783 году действительный член Петербургской академии наук Леонард Эйлер выполнил первый научный расчет высоты подъема аэростата, а незадолго до нового года в Петербурге поднялся и первый небольшой монгольфьер.

В одном из своих писем, датированном 20 декабря 1783 года, императрица отмечала: "Хотя здесь менее, нежели в Париже, занимаются этими воздушными путешествиями, однако все, что до них касается, принято с тем участием, какое заслуживает это любопытное открытие".

Но уже в апреле следующего года Екатерина II подписала следующий указ.

"В предупреждение пожарных случаев и иных несчастных приключений, произойти могущих от новоизобретенных воздушных шаров, наполненных горючим воздухом или жаровнями со всякими горячими составами, повелеваем учинить запрещение, чтоб от 1 марта по 1 декабря никто не дерзал пускать на воздух таковых шаров, под страхом заплаты пени по 20 рублей".

Много лет спустя один из корреспондентов русского журнала "Библиотека воздухоплавания" саркастически заметил, что благодаря этому указу Екатерина II росчерком пера разом избавилась от всех затруднений, над которыми ломал голову французский министр полиции, маркиз д'Аржансон, заявивший, что с покорением воздушной стихии его обязанности "по охране гражданских и семейных прав стали бы в высшей степени затруднительными..."

...В 1803 году увидели поднявшийся аэростат и москвичи. Как сообщали "Московские ведомости", некий господин Терци, "пустя известный аэростатический воздушный шар, который имел в окружности 24, а в вышину 14 аршин... и который плавал над Москвою очень долго в виду всех жителей, удостоился почтеннейшей публики лестного для себя одобрения... Если дождь или ветер не воспрепятствуют, намерен он, Терци, пустить в следующую субботу... другой подобный шар, который будет иллюминирован и, плавая в воздухе, представит прекрасную фигуру.

Перед спущением шара Терци и компания покажут вновь свое искусство в танцевании на канате, сальто-морталь..."

Терци сдержал свое слово, "почтеннейшая публика" действительно осталась довольна необычным аттракционом, которому могли бы, наверное, позавидовать и сегодняшние мастера цирка.

В 1803 и 1804 годах несколько полетов совершил в России и Жак Гарнерен (в 1797 году он первым применил в воздухоплавании парашют, немногим более десятилетия назад сконструированный все тем же Жозефом Монгольфье и усовершенствованный французским физиком С. Ленорманом). Ж. Гарнерен получил "привилегию" подниматься на аэростате перед московской и петербургской публикой.

В одном из полетов Гарнерена сопровождал генерал С. Л. Львов. Поднявшись с плаца кадетского корпуса в Петербурге, шар направился к Финскому заливу. Затем ветер переменился. Гарнерен решил прервать полет, и аэростат, а с ним и оба воздухоплавателя благополучно опустились на землю.

8 мая 1804 года в Москве поднялась на аэростате Элиза Гарнерен в сопровождении русской воздухоплавательницы, имя которой, к сожалению, осталось неизвестным. Перед самым полетом все небо заволокло тучами, разразилась гроза и полил дождь. Однако женщин это не испугало. Присутствие духа не оставило их до самого конца путешествия.

Шар поднялся на высоту 1950 метров. По свидетельству воздухоплавательниц, здесь было невыносимо душно.

Несмотря на развлекательный характер всех этих полетов, они произвели сильное впечатление и на петербургскую, и на московскую публику. Зрелище летящего аэростата вообще редко кого может оставить равнодушным.

В это же время выступил с предложением сделать "воздушное путешествие... для производства опытов и наблюдений в воздушной атмосфере, чтобы распространить через то физические познания" академик Петербургской академии наук Т. Е. Ловиц. Весной 1804 года этот вопрос обсуждался на специальном заседании Академии.

По рекомендации Ловица для участия в воздушном путешествии был приглашен Робертсон, который в это время находился в Петербурге и уже построил воздушный шар.

Заявив, что он "за особливую честь" почитает предложение Академии наук, Робертсон просил лишь, чтобы Академия приняла на свой счет издержки по подготовке шара к подъему.

Однако Ловиц вскоре тяжело заболел. Довести дело до конца взялся академик Я. Д. Захаров, который одним из первых в России начал читать курс лекций по химии с позиций, отрицающих существование "флогистона" - некоего "начала горючести", по представлениям физиков XVIII века, якобы содержащегося во всех веществах, способных гореть с выделением пламени или же при обжигании превращаться в окалину.

Подъем шара состоялся под вечер 30 июня 1804 года.

Вначале, чтобы проверить направление ветров в свободной атмосфере, был запущен небольшой шар. Он полетел в желаемом направлении. Проводив его взглядом, аэронавты занимают свои места.

Около семи часов вечера веревки, удерживающие шар, были перерезаны, и слабое воздушное течение неслышно понесло его по направлению к Гатчине.

"Санкт-Петербургская Императорская Академия Наук, рассуждая о пользе, какую сие воздушное плавание наукам принести может, вознамерилась первая учинить оное для ученых исследований, - отмечал в своем рапорте о результатах этого полета академик Я. Д. Захаров. - Главный предмет сего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большею точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих ее частях в разных, но определенных возвышенностях оной...

Опыты Академией, для учинения в самой большой от земли отдаленности, утверждены суть те... о коих или сомневались, или совсем отвергали: например, скорейшее и медлительнейшее выпарение жидкостей, уменьшение или увеличение магнитной силы, углубление магнитной стрелки, увеличение или уменьшение согревательной силы солнечных лучей, не столь великая яркость цветов, призмою произведенных, несуществование или существование электрического вещества, некоторые замечания на влияние и перемены, какие разжиженный воздух над человеком производит, летание птиц, наполнение способом Торичелли свободных от воздуха стклянок при каждом падении на дюйм барометра и некоторые другие физические и химические опыты".

Еще никогда и нигде шар не был столь тщательно снаряжен для исследований в свободной атмосфере. На борту летающей лаборатории, оборудованной Захаровым, находились: "1) двенадцать склянок с кранами в ящике с крышкою, 2) барометр с термометром, 3) термометр, 4) два электрометра с сургучом и серой, 5) компас и магнитная стрелка, 6) секундные часы, 7) колокольчик, 8) голосовая труба, 9) хрустальная призма, 10) известь негашеная и некоторые другие вещи для физических и химических опытов". Почти все эти инструменты специально для полета изготовили в мастерских Академии наук.

Кроме того, была взята зрительная труба. Установленная в днище гондолы, она служила для наблюдения за земными предметами и ориентировки по ним. Еще один остроумный прибор, собственноручно сделанный академиком и названный им путеуказателем, чутко реагировал на все перемены в направлении ветра и на изменения высоты полета.

Для наблюдения за "летанием птиц" на большой высоте были также взяты несколько чижей.

В своем интереснейшем рапорте Я. Д. Захаров подробно рассказывает, как проходил полет шара и какие опыты и наблюдения провели аэронавты, паря высоко над землей.

Шар, на котором отправились ученые, был невелик по размеру, поэтому невелика была и его подъемная сила. Сбросив почти весь балласт и выпустив на волю взятых с собой птиц, которые сначала никак не хотели улетать, аэронавты старались всячески облегчить шар и подняться как можно выше: они отправляют за борт все съестные припасы, часть химических реактивов и инструментов. Академик даже скидывает с себя фрак. И вот шар уже на высоте 2550 метров.

"На сей высоте, - писал Захаров, - делал я наблюдения над самим собой, над электрическим веществом и магнитом... Электрическое вещество действие свое показывало, ибо сургуч, был потерт об сукно, приводил электрометр в движение". Не изменила своих свойств и магнитная стрелка.

Академик произвел также опыт "над силою слуха посредством колокольчика и не приметил никакой разности с землей". Затем исследователь взял "голосовую трубу и кричал для любопытства вниз" и вдруг услышал свои слова, через довольно долгое время весьма чисто и ясно повторенные. "Я кричал снова... после чего замечено мною, что голос обращался ко мне через 10 секунд". Высота, на которой дрейфовал в это время аэростат, равнялась 1700 метрам. (Эхолот, впервые примененный в 1918 году для измерения морских глубин, - не имел ли своим прообразом "голосовую трубу" Захарова...)

Увлеченный полетом, Захаров предложил своему спутнику продлить путешествие до рассвета, "дабы увидеть восхождение солнца и учинить некоторые другие опыты, но неизвестность местного положения, почти совершенное неимение балласта и хотя медленное, но беспрерывное понижение шара, в продолжение опытов происходившее, были причиною того, что г. Робертсон на сие согласиться не мог".

В 10 часов 15 минут вечера аэростат, умело пилотируемый Робертсоном, исключительно мягко приземляется в 60 километрах от Петербурга.

"Мы должны гордиться, что первое чисто метеорологическое поднятие совершено русским ученым", - оценивая заслуги Я. Д. Захарова, скажет потом Дмитрий Иванович Менделеев.

Экспедиция академика Я. Д. Захарова вызвала живейший интерес в Западной Европе. И тем же летом, по предложению знаменитого Лапласа, поддержанному Бертолле и другими академиками, Парижская академия наук снаряжает собственную воздушную экспедицию с целью подняться на возможно большую высоту и проверить наблюдения Захарова, в особенности все то, что касалось атмосферного электричества и магнетизма.

Осуществить этот замысел вызвались молодые ученые Ж. Б. Био и Ж. Л. Гей-Люссак. Подъем аэростата состоялся в саду Консерватории искусств и ремесел 2 августа 1804 года. Однако шар вскоре начал вращаться, что крайне осложнило наблюдения за магнитной стрелкой и мешало другим исследованиям.

Все же ученые пришли к выводу, что с высотой - а они поднялись на 4000 метров - интенсивность земного магнетизма заметным образом не изменяется. Зато проводя измерения с помощью гигрометра, Био и Гей-Люссак впервые с удивлением констатировали, что по мере увеличения высоты подъема влажность воздуха неуклонно снижается.

16 сентября того же года Гей-Люссак (вскоре его изберут членом Парижской и Российской академий наук) совершает очередное воздушное путешествие, на сей раз в одиночку. Необходимо было поставить новые опыты и проверить выводы, полученные в предыдущем полете.

Ведя наблюдения за магнитной стрелкой, давлением и температурой воздуха, ученый следил также и за показаниями гигрометра, убеждаясь в правильности выводов, сделанных в первом полете. Кроме того, Гей-Люссак, по примеру Я. Д. Захарова, взял пробы воздуха на разных высотах.

Ученый достиг весьма изрядной высоты - 7016 метров. Термометр здесь показывал 9,5 градуса ниже нуля. У поверхности земли перед подъемом температура была плюс 27,7 градуса. По сравнению с Лостом и Робертсоном, ученый гораздо легче перенес тяготы дрейфа в разреженных слоях атмосферы, изучая на себе физиологическое влияние больших высот.

"Хотя я был одет очень тепло, тем не менее я чувствовал холод, особенно в руках, которых мне нельзя было укрыть. У меня заметно захватило дыхание, однако я далеко еще не испытывал такого скверного состояния, которое могло бы побудить меня опуститься. Пульс и дыхание были очень ускоренные; учащенно дыша очень сухим воздухом, я не мог проглотить ни кусочка хлеба, чему нисколько не удивлялся! Еще до подъема у меня начала болеть голова, вероятно, от усталости накануне и от ночей, проведенных без сна. Голова продолжала болеть весь день, но я не заметил, чтоб эта боль усиливалась. Вот все, что я испытал неприятного".

Возвратясь на землю, Гей-Люссак установил, что воздух, отобранный им, в том числе на высоте около 7000 метров, имел тот же состав, что и у поверхности. Правда, у многих ученых в ту пору этот вывод вызвал ироническую улыбку. Кто был прав? Окончательно решить это удалось не скоро...

И еще об одном интересном событии, которое произошло в октябре 1805 года. В те дни у причалов Нагасаки в Японии стал на стоянку русский корабль "Надежда" - флагман первой отечественной кругосветной экспедиции, возглавляемой Иваном Федоровичем Крузенштерном.

С борта "Надежды" для изучения воздушных течений поднялся небольшой тепловой аэростат с зажженной спиртовой горелкой. Подъем монгольфьера проводил член-корреспондент Российской академии наук Г. И. Лангсдорф.

Шар пролетел изрядное расстояние и, когда горелка его погасла, упал на землю, вызвав переполох среди местного населения.

Более чем за два столетия до нашей эры Архимед сформулировал свой знаменитый закон, согласно которому тело, погруженное в жидкость, теряет часть своего веса, равную весу жидкости, им вытесненной. И потому, если это тело легче веса жидкости равного ему объема, оно должно всплыть.

Понадобился гений Галилея, чтобы спустя почти два тысячелетия доказать другую, кажущуюся ныне простой истину, что закон Архимеда справедлив и по отношению к газовой среде.

Воздушный шар поднимается и плавает в атмосфере в полном соответствии с этим законом. И чем больше он теряет своего веса, тем больше его подъемная сила.

Но по мере того как шар поднимается выше и выше и окружающий воздух становится все разреженнее, несущий газ в оболочке расширяется. Чтобы избежать ее разрыва, некоторая часть газа стравливается наружу, через аппендикс. Однако уменьшение количества газа неизбежно снижает подъемную силу, и на определенной высоте шар перестает подниматься.

 

Published on  March 18th, 2018