Σαν σήμερα: Η πρώτη επιτυχημένη πτήση με αερόστατο θερμού αέρα από τα αδέρφια Montgolfier

Έχετε αναρωτηθεί πως θα ήταν ο κόσμος από ψηλά σε μια εποχή που η τεχνολογία βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο; Τα αδέρφια Montgolfier πέτυχαν σαν σήμερα το 1783 την πρώτη επιτυχημένη πτήση με αερόστατο, μια πτήση που άνοιξε το δρόμο για την εξερεύνηση της ανώτερης ατμόσφαιρας.

Η «τρέλα» των δύο αδερφών που πέταξαν το αερόστατο σαν σήμερα το 1783

Ο Joseph και ο Étienne ήταν 2 από τα 16 παιδιά του Pierre Montgolfier, του οποίου τα εύπορα εργοστάσια χαρτιού στη μικρή πόλη Vidalon, κοντά στο Annonay, στη νότια Γαλλία, εξασφάλιζαν την οικονομική υποστήριξη των πειραμάτων τους με αερόστατα. Ενώ συνέχιζαν την επιχείρηση χαρτιού του πατέρα τους, διατήρησαν το ενδιαφέρον τους για επιστημονικά πειράματα καθώς από πολύ μικρή ηλικία είχαν την «τρέλα» να πετάξουν.

Η ιστορική πρώτη πτήση με αερόστατο

Τα αδέρφια Montgolfier το 1782  ανακάλυψαν ότι ο θερμαινόμενος αέρας, όταν συγκεντρώνονταν μέσα σε μια μεγάλη ελαφριά χάρτινη ή υφασμάτινη σακούλα, προκαλούσε την ανύψωση της σακούλας στον αέρα. Οι Montgolfier έκαναν την πρώτη δημόσια επίδειξη αυτής της ανακάλυψης στις 4 Ιουνίου 1783, στην αγορά του Αννονέ. Γέμισαν το μπαλόνι τους με θερμαινόμενο αέρα καίγοντας άχυρο και μαλλί κάτω από το άνοιγμα στο κάτω μέρος της σακούλας. Το αερόστατο που ονομάστηκε «μονγκολφιέρα» ανυψώθηκε στον αέρα περίπου 1.000 μέτρα (3.000 πόδια), παρέμεινε εκεί περίπου 10 λεπτά και στη συνέχεια κατέληξε στο έδαφος σε απόσταση μεγαλύτερη από ενάμισι μίλι από το σημείο όπου ανυψώθηκε.

Οι Montgolfier ταξίδεψαν στο Παρίσι και στη συνέχεια στις Βερσαλλίες, όπου επανέλαβαν το πείραμα με ένα μεγαλύτερο αερόστατο στις 19 Σεπτεμβρίου 1783, στέλνοντας στον αέρα ένα πρόβατο, έναν κόκορα και μια πάπια ως επιβάτες. Μπροστά στον Λουδοβίκο ΙΣΤ’, την Μαρία Αντουανέτα και τους αυλικούς τους, η μονγκολφιέρα πέταξε επί οκτώ ολόκληρα λεπτά.

Στις 21 Νοεμβρίου 1783, πραγματοποιήθηκε η πρώτη επανδρωμένη πτήση χωρίς πρόσδεση σε αερόστατο Montgolfier με επιβάτες τον Pilatre de Rozier και τον François Laurent, μαρκήσιο d'Arlandes. Το αερόστατο ταξίδεψε πάνω από το Παρίσι για 9 χιλιόμετρα (5,5 μίλια) σε περίπου 25 λεπτά.

Τα δύο αδέλφια τιμήθηκαν από τη γαλλική Ακαδημία Επιστημών. Δημοσίευσαν βιβλία για την αεροναυπηγική και συνέχισαν την επιστημονική τους σταδιοδρομία.

Αν και πολλά εγχειρίδια της Φυσικής αναφέρουν τους Montgolfier ότι πρώτοι αυτοί επινόησαν το αερόστατο αυτό είναι μάλλον αναληθές, αφού υπάρχουν παλαιότερες αναφορές για παρόμοιες κατασκευές, σε διάφορα μέρη του κόσμου, όπως αναφέρεται παρακάτω. Σ' αυτούς όμως δίκαια αποδίδεται η πρώτη τεκμηριωμένη και αναμφισβήτητη καταγραφή επιτυχούς πτήσης. Πριν την επινόηση της Μονγκολφιέρας είχαν προηγηθεί πολλές άλλες προσπάθειες, σχέδια και κατασκευές, τόσο ελαφρύτερες όσο και βαρύτερες του αέρα.

Οι πρώτες χρήσεις των αεροστάτων ήταν στρατιωτικές

Αγκυροβολημένα αερόστατα παρατήρησης χρησιμοποιήθηκαν από τον Ναπολέοντα σε ορισμένες από τις μάχες του και από τις δύο πλευρές στον αμερικανικό εμφύλιο πόλεμο και στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο. Το μηχανοκίνητο αερόπλοιο αναπτύχθηκε από τα αερόστατα, αλλά, ενώ το αερόπλοιο αντικαταστάθηκε τελικά από το αεροπλάνο, τα αερόστατα συνέχισαν να βρίσκουν χρήσιμες εφαρμογές. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, αερόστατα αγκυροβολήθηκαν πάνω από πολλά μέρη της Βρετανίας για να αμυνθούν κατά των βομβαρδισμών χαμηλού επιπέδου ή των καταδυτικών βομβαρδισμών.

Τα αερόστατα αποδείχθηκαν επίσης εξαιρετικά πολύτιμα για την επιστήμη. Ήδη από το 1911-12, ο Victor Francis Hess, ένας Αυστριακός φυσικός, πραγματοποίησε μια τολμηρή σειρά αναβάσεων με αερόστατα σε ύψος 5.000 μέτρων (περίπου 3 μιλίων) για να αποδείξει την ύπαρξη κοσμικών ακτινών. Η πρόοδος στην επιστήμη του καιρού από το 1900 και μετά οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην εντατική εξερεύνηση του ανώτερου αέρα από ελεύθερα μπαλόνια με όργανα, τα οποία έχουν ανέλθει σε ύψος 30 χιλιομέτρων (19 μιλίων).

Ο Auguste Piccard, Ελβετός φυσικός και εκπαιδευτικός, έκανε παγκόσμιο ρεκόρ υψομέτρου τον Μάιο του 1931 σε ένα αερόστατο δικής του κατασκευής, το οποίο διέθετε την πρώτη καμπίνα υπό πίεση που χρησιμοποιήθηκε σε πτήσεις. Ο Jean-Felix Piccard, δίδυμος αδελφός του Auguste, πειραματίστηκε με πλαστικά αερόστατα και βοήθησε στο σχεδιασμό της σειράς αερόστατων μεγάλου ύψους Skyhook από πολυαιθυλένιο, με τα οποία η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ έστειλε επανδρωμένες πτήσεις σε περισσότερα από 100.000 πόδια (30.000 μέτρα) για τη συλλογή δεδομένων σχετικά με την ανώτερη ατμόσφαιρα.

Τα είδη των αεροστάτων

Τα αερόστατα διακρίνονται από μια ευρεία «γκάμα» ανάλογα και με το ανυψωτικό αέριο το οποίο χρησιμοποιείται. Υπάρχουν τα προσδεμένα αερόστατα που συνδέονται με την επιφάνεια με ένα ή περισσότερα συστήματα πρόσδεσης. Σε αντιδιαστολή με τους άλλους τύπους αεροστάτων, τα προσδεμένα δεν πετούν ελεύθερα.

Επίσης υπάρχουν τα ελεύθερα που μεταφέρονται ανάλογα με την πνοή του ανέμου και διακρίνονται σε αερόστατα θερμού αέρα, αερόστατα ελαφρών αερίων. Τα τελευταία διαχωρίζονται σε αερόστατα υδρογόνου, αερόστατα ηλίου, αερόστατα αμμωνίας, αερόστατα φωταερίου και αερόστατα μεθανίου.

Σε μια τρίτη κατηγορία διακρίνονται τα αερόστατα Ροζιέρ (Rozière balloons) τα οποία αποτελούν ένα κράμα των παραπάνω τύπων, αφού χρησιμοποιούν και θερμαινόμενα και μη θερμαινόμενα ανυψωτικά αέρια. Η πιο συνηθισμένη σύγχρονη χρήση αυτού του τύπου αερόστατου είναι για μακράς απόστασης πτήσεις, όπως διάφορες πτήσεις γύρω από τον κόσμο, κυρίως για κυνήγι διάφορων ρεκόρ.

Η αρχή λειτουργίας του αερόστατου βασίζεται στην Αρχή του Αρχιμήδη όπως ισχύει η άνωση στην αεροστατική

Συγκεκριμένα το αέριο συμπεριφέρεται ως ρευστό. Έτσι κατά τη Μηχανική των ρευστών, στην αεροστατική συμβαίνει ότι και στην υδροστατική όπου η Αρχή του Αρχιμήδη διατυπώνεται ως ακολούθως:

«Σε κάθε σώμα που βρίσκεται μέσα σ' ένα αέριο εφαρμόζεται δύναμη άνωσης ίση με το βάρος του αερίου που εκτοπίζεται από το σώμα».

Έτσι αν γεμίσουμε ένα μπαλόνι με αέριο ειδικά ελαφρύτερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα μπορεί να πετύχουμε η δύναμη άνωσης που θα εφαρμόζεται σ' αυτό να είναι μεγαλύτερη από το βάρος του συστήματος μπαλόνι - αέριο. Τότε το μπαλόνι, που σε όλες τις παρόμοιες περιπτώσεις ονομάζεται αερόστατο ή αεροστατική σφαίρα, θα αρχίσει να υψώνεται.

Τα αερόστατα στην Καππαδοκία που αποτελούν πόλο έλξης

Αναπόσπαστο κομμάτι κάθε ταξιδιού στην Καππαδοκία είναι τα αερόστατα, που λειτουργούν με θερμό αέρα και απογειώνονται νωρίς το πρωί για μια περιήγηση στον ουρανό, επιτρέπουν στους επισκέπτες να δουν τις παγκοσμίου φήμης Καμινάδες των Νεραϊδών από ύψος 800 μέτρων.