Метеорологические наблюдения с воздушных шаров

На привязные воздушные шары в войнах Великой французской революции (1793—1796 гг.) и свободные монгольфьеры с бомбами при осаде Венеции (1849 г.) возлагались такие задачи, которые нельзя было решить никакими другими средствами.

Подобный случай был и в 1859 г. в победном сражении французов с австрийцами у Сольферино. На привязном аэростате в спокойную погоду один из первых французских фотографов Феликс Надар впервые сделал фотосъемку позиций противника. Это было началом применения фотосъемки с воздуха, и стало на войне средством документальной разведки.

Прошло два года. Началась междоусобная война между Северными и Южными штатами Северной Америки. Американские воздухоплаватели во время этой войны привязной аэростат применяли для разведки и корректировки артиллерийского огня. Они впервые применили для связи аэростата с землей телеграфный аппарат, провода от которого шли по привязному тросу аэростата. Таким образом, техническая вооруженность воздушного шара значительно улучшилась. Был даже случай успешной разведки позиций противника при свободном полете, когда удалось воспользоваться попутным ветром.

В 1866—1867 гг., когда Южная Америка вела войну с Парагваем, воздушные шары тоже были использованы для военных целей.

Однако практика показала, что для успеха дела в армиях нужно иметь заранее готовые и обученные воздухоплавательные части, а не случайные формирования военного времени. Это в особенности сказалось в 1870 —1871 гг., когда военно-воздухоплавательные станции, созданные во время войны как у французов, так и у немцев, не принесли никакой пользы. В работе же почтовых аэростатов, вылетавших из Парижа, были провалы из-за неподготовленности пилотов (более 76% пилотов, улетевших из Парижа, впервые поднимались в воздух).

Так привязные аэростаты постепенно выковывали новое ценное оружие, найдя себе практическое применение вблизи поверхности земли, на дне атмосферы. Одновременно свободные аэростаты стали принимать участие в изучении небесных далей, выполняя задания физической географии и метеорологии.

После первых экскурсий в атмосферу с научной целью Парижская академия наук при участии ученых Барраля и Биксио организовала летом 1850 г. два подъема. К сожалению, для этих полетов был взят довольно изношенный аэростат, вследствие чего воздухоплаватели не чувствовали себя в воздухе достаточно уверенно. Первый подъем вышел неудачным. На высоте 5900 м, когда расширившаяся оболочка готова была лопнуть, ученые сами прорвали баллон внизу и стали быстро падать. Для предотвращения гибели пришлось выбросить не только весь оставшийся балласт, но и некоторые вещи и часть приборов (весь спуск длился всего 7 мин.). При втором полете те же ученые достигли высоты 7000 м, где зарегистрировали температуру -39°. Важным результатом их исследования было выяснение структуры бледных перистых облаков, неизвестной до тех пор. Оказалось, что эти облака состоят из ледяных кристаллов, похожих на тонкие иголки.

В 1852 г. четыре подъема в верхние слои атмосферы организовала английская метеорологическая обсерватория в Кью (около Лондона). Пилотом был приглашен знаменитый воздухоплаватель Чарльз Грин. Наблюдения делал ученый Уэлш, который измерял температуру на различных высотах при подъемах до 6990 м.

В то время метеорология стала приобретать большое значение в связи с ростом международных торговых связей и с развитием пароходства. Мореплавание всегда было тесно связано с погодой, но при дальних морских рейсах разрозненные метеорологические сведения не могли уже удовлетворись моряков. Вопросами метеорологии особенно заинтересовались во Франции после сильной бури, разразившейся на Черном море 14 ноября 1854 г., в то время когда англичане и французы вели военные операции против нашего Севастополя (Крымская кампания). Французский флот, стоявший в бухте Балаклавы, понес при этом большие потери.

Директор Парижской обсерватории знаменитый Леверье, тот самый, который за восемь лет до того открыл «на кончике пера» планету Нептун, обратился с просьбой ко всем главным метеорологическим станциям Европы о присылке ему метеорологических сведений за два дня, предшествовавшие этой буре. Обработав все данные, он увидел, что балаклавская буря пришла в Крым из Италии и с Балкан. Значит, эту бурю можно было своевременно предсказать и подготовиться к ней, если бы была налажена метеорологическая информация. Леверье добился учреждения во Франции государственной службы погоды, рассылавшей метеорологические сведения по телеграфу. Скоро и другие государства организовали у себя метеослужбы, и через три года создалась международная метеорологическая сеть.

Воздухоплавание обслуживало метеорологию с первых дней своего существования. А когда метеорологическая служба сделалась систематической, то стали налаживаться и более систематические полеты для ознакомления со всеми свойствами атмосферы. Особый интерес представляло изучение верхних слоев воздушного океана.

Первая серия обстоятельных метеорологических наблюдений с воздушных шаров была сделана в Англии в течение 1861— 1866 гг. Наблюдения эти производил директор известной метеорологической обсерватории в Гринвиче Джемс Глейшер, при участии опытного пилота Коксвелла. Они приучили себя к пребыванию в разреженной атмосфере, увеличивая постепенно высоту подъема, и 5 сентября 1862 г. смогли достичь рекордной высоты 8800 м без применения каких-либо приборов для дыхания. Но на этой высоте Глейшер лишился сознания. Только сильная воля Коксвелла, тоже впадавшего в обморочное состояние, спасла их обоих. Коксвеллу удалось клапанную веревку схватить зубами и, выпустив часть газа, заставить аэростат снизиться (так рассказывал сам пилот).

Английский ученый Глейшер и пилот Коксвелл при высотном подъеме (1861-1866 гг.).

Сделав 30 подъемов, Глейшер внес своими исследованиями богатейший вклад в метеорологию, осветив совершенно темные до него вопросы о температуре, влажности и других свойствах воздуха на разных высотах. Его наблюдения были положены в основу аэрологии.

После успехов англичан французы вернулись к плану, составленному Академией наук в 1850 г. Несколько молодых ученых, приобретших позднее большую известность, провели в течение 1867—1870 гг. ряд подъемов на свободных аэростатах с научными целями. Они изучали не только состояние воздуха, но и разнообразные явления в атмосфере — образование и структуру облаков, осадки, солнечную радиацию и т. п. Астроном Фламмарион, физики Фонвьель и Гастон Тиссандье, инженер Альбер Тиссандье — прекрасный художник, сделавший много ценных зарисовок воздушных ландшафтов, — вот те французы, которые, горя спортивным рвением, много способствовали обогащению зародившейся аэрологии.

Однако подъемы на воздушных шарах стоили дорого. Ученые спортсмены попытались было добиться самоокупаемости подъемов, открыв широкий доступ всем желающим полюбоваться за деньги редкостным зрелищем при старте аэростатов. Для этого они приобрели у Жиффара громадный баллон объемом 11 000 м3, построенный для Лондонской выставки. Этот баллон был оборудован, как свободный аэростат, под названием «Поль Нор» («Северный полюс»), так как на нем предполагалось впоследствии лететь в Арктику! И 27 июня 1869 г. к старту этого колоссального шара, в корзине которого разместилось девять человек, собралось более 100 000 зрителей… Увы, менее десятой части из них пожелали платить за вход, а остальные предпочли любоваться зрелищем бесплатно из-за ограды!.. Попытка добиться самоокупаемости при организации научных полетов потерпела явный крах и больше не возобновлялась.

Французские ученые-воздухоплаватели принесли пользу не только метеорологии, но и самому воздухоплаванию. Увеселительный характер прежних подъемов на воздушных шарах стал сменяться серьезным, научным подходом к этому делу.

Наряду с первыми спортсменами появились и первые техники, вносившие улучшения в конструкцию и производство воздушных шаров.