Как люди научились летать

Научившись летать, люди начали изучать воздушный океан. Молодой бельгийский ученый Робертсон, в частности, заинтересовался, как будет вести себя на высоте магнитная стрелка. И это не случайно. Ведь в безбрежном водном океане курс парусного судна помогает определить компас, магнитная стрелка которого всегда указывает на север. А воздушный шар - это тоже маленькое суденышко, плавающее по воле ветра. А что же это за путешествие, если пилот не знает, куда его несет ветер? Появилась необходимость в воздушной навигации.

Некоторые аэронавты начали брать с собой подробные географические карты, чтобы в воздухе ориентироваться по ним и определять свое местонахождение. Но часто бывало так, что шар долгое время летел в облаках или даже выше их. Как тут ориентироваться, если земли не видно, не видно, куда аэростат держит путь и где он находится? Здесь аэронавту, как и моряку, нужен компас. Но некоторые ученые утверждали, что на высоте компас теряет свою точность, а другие были убеждены, что он и вовсе перестает показывать, где север, а где юг.

Робертсон взял с собой в полет различные приборы, в том числе и компас. Но ветер был порывистый, шар болтало, и магнитная стрелка раскачивалась во все стороны, затрудняя измерения. Нужно было повторить опыт.

Вскоре Робертсон приехал в Россию, где его опытами заинтересовались молодой ученый академик Яков Дмитриевич Захаров и бывший моряк, впоследствии академик и директор Главной физической обсерватории Михаил Александрович Рыкачев. Они в разное время поднимались на воздушном шаре. Яков Дмитриевич Захаров в рапорте в Академию наук писал: "Главный предмет сего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большей точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих ее частях". Не забыли они и о магнитной стрелке. Но и на этот раз гондолу аэростата сильно разбалтывало порывами ветра, поэтому окончательно установить поведение магнитной стрелки на высоте не удалось. Лишь позже ученые смогли определить, что показания компаса не зависят от высоты полета и этот древний прибор может так же надежно служить воздухоплавателям, как и морякам.

Два французских ученых - Ж. Био и знаменитый физик и химик Жозеф-Луи Гей-Люссак тоже совершали путешествия на воздушном шаре. Они поднялись на высоту более семи километров, взяв с собой различные научные приборы, в том числе барометр и термометр. Ученые убедились, что с поднятием на высоту температура воздуха постепенно понижается, примерно на 0,65 градуса на каждые 100 метров высоты. На земле было тепло, а на семикилометровой высоте свирепствовал арктический мороз. Барометр тоже показывал очень низкое давление. Дышать было трудно, воздух был сильно разрежен.

Несмотря на это, ученые продолжали опыты. Между прочим, они проверили опыт Робертсона и Захарова и убедились, что магнитная стрелка вовсе не теряет на высоте своих качеств. А Гей-Люссак взял с собой в полет еще и стеклянные бутли с хорошо притертыми пробками. На предельной высоте полета, когда открытые бутли заполнились разреженным воздухом, Гей-Люссак крепко закрыл их пробками, и у него оказались пробы высотного воздуха для исследования. В лаборатории ученый сделал тщательный анализ этого воздуха, и оказалось, что по своему химическому составу он ничем не отличается от воздуха у земли. Он содержал 78 частей азота, смешанных с 21 частью кислорода. И только одна часть из ста приходилась на примеси других водорода, углекислого газа, гелия и прочих газов.

Гей-Люссак понял, что воздуха на высоте не хватает для дыхания не потому, что там, как предполагали некоторые ученые, другой его состав, а потому, что он сильно разрежен. Ученые сообразили, что если брать с собой в полет какой-нибудь баллон, наполненный сжатым кислородом, а потом на высоте вдыхать из него, то можно будет подняться без затруднений еще выше.

Но пока до этого додумались, аэронавты убедились, что шутки с высотой плохи. Так, в 1862 году английские естествоиспытатели Джеме Глейшер и Коксуэлл с научными целями летали на шарах несколько раз. В последнем полете они поднялись еще выше, чем Био и Гей-Люссак. Глейшер почувствовал себя плохо, не мог шевельнуть ни рукой, ни ногой. Ему стало все безразлично, хотелось только спать. Коксуэлл тоже очень ослаб, но держался лучше. Он потянул за веревки, чтобы выпустить часть газа и спуститься ниже, но клапан заело, и предохранительная щель не открывалась. Коксуэлл, преодолевая неимоверную слабость, поднялся из корзины по стропам к оболочке шара. Он хотел разрезать ее, чтобы через дыру выпустить часть водорода, но пальцы от мороза и недостатка кислорода в крови почернели, сил не было. Теряя сознание, Коксуэлл схватил веревку клапана зубами и, падая в корзину, не выпустил ее. Клапан поддался, щель раскрылась, часть газа вышла, шар спустился ниже, и ученым удалось спастись.

Каждый километр высоты давался воздухоплавателям с трудом, а иногда даже ценою жертв.