3. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η ανακάλυψη του αερόστατου είναι το πιο σημαντικό βήμα στο
ταξίδι του ανθρώπου στους ουρανούς. Οι μεταγενέστερες
ανακαλύψεις χρησίμευαν μόνο στην τελειοποιήση των μεθόδων
αυτού του ταξιδιού. Τα πρώτα χρόνια της ιστορίας του
αεροστατισμού καταπλήσσουν τόσο για την ταχύτητα με την
οποία η νέα ανακάλυψη εξελίχθηκε σε αυτή τη περίοδο όσο και
για το μέγεθος των αερόστατων, τη συχνή επιτυχία των
προσπαθειών και το απαράμιλλο κουράγιο αυτών που πρώτοι
"άφησαν" τη γη. Οι γιατροί της εποχής είχαν αποφανθεί πως η
πτήση μπορεί να ήταν μοιραία για τον ανθρώπινο οργανισμό!
Παρ' όλα αυτά οι θέσεις στο καλάθι του αερόστατου ήταν
αντικείμενα μεγάλης διαμάχης μεταξύ των υποψήφιων
αεροναυτών.
Επίσης, δεν είναι υπερβολή να λεχθεί ότι κανένα γεγονός στην
ιστορία δεν προκάλεσε τέτοιο ενθουσιασμό στα πλήθη, όσο οι
πρώτες πτήσεις του 1783.
4. 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Το αερόστατο αποτελείται από ένα μπαλόνι (σάκο) γεμάτο με
αέριο ελαφρότερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα και από μια
"λέμβο", δηλαδή από το θάλαμο για τους επιβάτες
(αεροναύτες). Η λέμβος είναι δεμένη με ένα δίχτυ πάνω στο
μπαλόνι - σάκο. Συνήθως η λέμβος είναι ένα καλάθι με
τετράγωνη βάση.
Μέσα στη λέμβο, εκτός από τους αεροναύτες, τοποθετούνται
και 'διάφορα αντικείμενα χρήσιμα για την αεροπλοία, όπως λ.χ.
σάκοι με άμμο, δηλαδή το έρμα, μια μικρή άγκυρα, διάφορα
επιστημονικά όργανα (βαρόμετρο, θερμόμετρο κ.λπ.), ένα
μακρύ σχοινί κ.ά.
Το μπαλόνι (σάκος) έχει σχήμα σφαιρικό και είναι
κατασκευασμένο από ύφασμα αεροστεγές. Στο πάνω μέρος του
υπάρχει μια βαλβίδα για να διαφεύγει το αέριο όταν το θελήσει
ο αεροναύτης.
Στο κάτω μέρος του μπαλονιού υπάρχει ο σωλήνας για το
γέμισμα του μπαλονιού με αέριο, υδρογόνο, φωταέριο ή ήλιο.
Το μεγαλύτερο ύψος που μπορεί να φτάσει ένα αερόστατο
εξαρτάται από τη σχέση του βάρους του και του βάρους ίσου
όγκου εκτοπιζόμενου ατμοσφαιρικού αέρα.
Όλη η συσκευή του αερόστατου εξασφαλίζει την άνοδο στην
ατμόσφαιρα, όχι όμως και την κατευθυνόμενη κίνησή του. Το
αερόστατο έτσι είναι στη διάθεση των ανέμων.Γι'αυτό
δημιούργηθηκε το πρόβλημα να κατασκευαστεί
πηδαλιουχούμενο αερόστατο .
Το μπαλόνι του αερόστατου κατά την εκκίνησή του δεν
κλείνεται αεροστεγώς και γι'αυτό αφήνουν το σωλήνα
γεμίσματος ανοιχτό. Αλλά και το μπαλόνι δεν είναι τελείως
γεμάτο με αέριο. Το γεμίζουν μονάχα ως ένα ορισμένο σημείο.
Τα μέτρα αυτά είναι απαραίτητα για να μη σκάσει το μπαλόνι ό-
ταν στα ψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας η εξωτερική
(ατμοσφαιρική) πίεση θα γίνει μικρότερη και το αέριο μέσα στο
μπαλόνι ολοένα θα διαστέλλεται. Όταν φτάσει σε ένα ορισμένο
ύψος, για να μπορέσει να συνεχίσει την άνοδό του το αερόστατο
5. πρέπει να γίνει ελαφρότερο. Γι' αυτό ο αεροναύτης πετάει κάτω,
στη γη, έρμα (τσουβάλια με άμμο).
Όταν, αντίθετα, θελήσει να κατεβεί, τραβάει το σχοινί της
βαλβίδας και έτσι να φεύγει αέριο.Τότε το αερόστατο γίνεται
βαρύτερο και κατεβαίνει.Για την προσγείωση χρειάζεται μεγάλη
επιδεξιότητα του αεροναύτη, γιατί το αερόστατο, σε χαμηλό
ύψος, είναι εκτεθειμένο σε διάφορους κινδύνους, όπως
οικήματα ψηλά, δέντρα, ηλεκτρικά σύρματα, λίμνες κ.λπ., όπου
μπορεί να παρασυρθεί από τους ανέμους.Όταν ο αεροναύτης, με
την άγκυρά του,δεν μπορεί να συγκρατήσει το αερόστατο,
υποχρεώνεται να σχίσει το σάκο - μπαλόνι,για να αδειάσει
αμέσως και να σταματήσει(να μη σέρνεται στο έδαφος). Για το
σκοπό αυτό υπάρχει ειδική λωρίδα υψάσματος ραμμένη στο
σάκο. Αν ο καιρός είναι ήσυχος ή έχει ελαφρό αεράκι, το
αερόστατο μπορεί να κρατηθεί σε χαμηλό ύψος. Ο αεροναύτης
αφήνει τότε να σέρνεται στο έδαφος ένα μέρος από το μεγάλο
σχοινί που έχει στη λέµβο του. Το σχοινί αυτό χρησιµεύει
επίσης και στην προσγείωση, γιατί επιβραδύνει το κατέβασµα,
όταν στηρίζεται στο έδαφος.
Τα αερόστατα τα χρησιµοποιούν ως "ελεύθερα αερόστατα" ως
"δέσμια" και ως "πηδαλιουχούµενα". Tα "δέσµια αερόστατα"τα
συγκρατούν σε ορισµένο ύψος µε καλώδιο δεµένο στο
έδαφος.Το 1794 οι Γάλλοι πρώτοι χρησιµοποίησαν "δέσµιο
αερόστατο" στη µάχη του Φλερύ ως παρατηρητήριο.
Στις αρχές τα αερόστατα ήταν σφαιρικά αργότερα όµως
επικράτησαν πιο τελειοποιηµένοι τύποι. Ένας τέτοιος τύπος
ήταν το αετοαερόστατο που εφεύραν το 1906 ο Πάρσεφαλ και ο
Σίγκσφιλντ. Το σώµα του αετοαερόστατου εκείνου ήταν
επίµηκες (µακρουλό) και στο πάνω µέρος του περιείχε το αέριο
(υδρογόνο). Στο κατώτερο µέρος του έµπαινε ο ατµοσφαιρικός
αέρας και του έδινε το µόνιµο σχήµα του.
Την ευστάθεια του αετοαερόστατου την εξασφαλίζει ένα
ιδιόρρυθµο προσάρτηµα στο κάτω µέρος του και δύο
εξαρτήµατα που ενεργούν όπως η ουρά του αετού. Δέσµια
αερόστατα χρησιµοποιήθηκαν πολύ κατά τη διάρκεια του Β'
παγκόσµιου πολέµου.
6. 3. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ
Αν και πολλά εγχειρίδια της Φυσικής αναφέρουν τους
Αδελφούς Μονγκολφιέ ότι πρώτοι αυτοί επινόησαν το
αερόστατο αυτο ειναι αναλιθες. Σ΄ αυτούς όμως δίκαια
αποδίδεται η πρώτη επιτυχής πτήση. Πριν την επινόηση της
Μονγκολφιέρας, όπως ονομάστηκε τότε το αερόστατο, είχαν
προηγηθεί πολλές άλλες προσπάθειες με κατασκευές όμως
βαρύτερες του αέρα.
Κατά την αρχαιότητα, ένας αρχαίος λαός στη Μικρά Ασία οι
Μυσοί, χαρακτηρίζονταν "καπνοβάτες", όπου και κατά μία
παράδοση που διασώθηκε, ένας Μυσός άναψε φωτιά εκ της
οποίας ο καπνός τον ανύψωσε και τον μετέφερε στην πατρική
του οικία. Να πρόκειται άραγε για πρόγονο του αερόστατου των
Μονγολφιέρων; Ένας ακόμη θρύλος αναφέρει ότι οι Ίνκας
τοποθετούσαν επιφανείς νεκρούς σε ένα όχημα που έμοιαζε με
αντεστραμμένη πυραμίδα, ή ασπίδα, το οποίο στη συνέχεια
απογειωνόταν με τη βοήθεια θερμού αέρα και μετέφερε τους
νεκρούς στους θεούς (προφανώς στον εγγύτερο ωκεανό).
Ευρήματα γι' αυτό το θρύλο δεν υπάρχουν όμως ακόμα. Ο
Λεονάρντο ντα Βίντσι σχεδίασε πολλές «μηχανές» και
διατάξεις, οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν για πτήση,
αλλά δεν υλοποίησε καμία από αυτές. Ένα βιβλίο που
κυκλοφόρησε στα τέλη του 17ου αιώνα περιελάμβανε σχέδια
για «χάρτινους δράκους» (χαρταετούς στα καθ' ημάς), οι οποίοι
ανυψώνονταν με θερμό αέρα. Έτσι η ιδέα του ελαφρύτερου του
αέρα μέσου άρχισε να καλλιεργείται.
Αρχικά το 1550 ο Βαυαρός Ιησουΐτης Γκάσπαρ Σκοτ
δημοσίευσε ένα έργο με τίτλο "Παγκόσμιος Μαγεία" όπου
έδειχνε πως είναι δυνατόν κάποιος να κινηθεί στους ουρανούς
χρησιμοποιώντας μέοο ελαφρύτερου του αέρα. Το μέσον αυτό
το είχε ονομάσει "υπερατμοσφαίρα". Έκανε όμως το τραγικό
λάθος να γράψει ότι τέτοιο μέσον δεν πρόκειται να βρεθεί και
έτσι δεν κατόρθωσε να οδηγήσει τη λύση του πρβλήματος χωρίς
να μάθει ποτέ ότι είχε καθορίσει τουλάχιστον την αρχή της
λύσης.
7. Το 1670 ο Ιταλός κληρικός πατήρ Φραντζέσκο Λάνα,
φιλόσοφος, θεολόγος και σπουδαίος φυσιοδίφης, γνωστός και
ως "πατέρας της αεροναυτικής" δημοσίευσε ένα σύγγραμμά του
με τίτλο " Προοίμιο ή Δοκίμιο μερικών νέων εφευρέσεων
προτεινομένων από τη μεγάλη τέχνη". Στο έργο του αυτό ο
πολυτάλαντος εκείνος Ιησουΐτης καθόρισε με εξαιρετική
σαφήνεια τη θεωρία των αερόστατων και της αεροναυτιλίας με
χρήση ελαφρύτερων μέσων του αέρα η οποία και τελικά
πραγματοποιήθηκε ένα αιώνα μετά το θάνατό του. Μάλιστα στο
έκτο κεφάλαιο του έργου του ο Λάνα περιγράφει σε σχέδιο ένα
μικρό σκάφος που φέρει τέσσερις σφαίρες από φύλλα
ορείχαλκου στις οποίες θα έπρεπε απαραίτητα να δημιουργηθεί
κενό δια των οποίων και θα υψώνονταν και θα μετατρέπονταν
σε αερόπλοιο. Ιστορικοί της εποχής βεβαιώνουν ότι ο Λάνα από
έλλειψη χρημάτων δεν μπόρεσε να πειραματιστεί στο "ιπτάμνο
πλοίο" όπως το είχε ονομάσει, για 10 δουκάτα που κανείς δεν
προθυμοποιήθηκε να προσφέρει. Αν αληθεύει ότι στον Λάνα
οφείλεται η πρώτη ιδέα του "ελαφρύτερου μέσου", τότε η ιδέα
της εφαρμογής ανήκει σ΄ έναν άλλο επίσης ιερωμένο τον
Βραζιλιάνο Βαρθολομαίο Λορέντζο ντε Γκουσμάο.
Το 1709 πέτυχε η πρώτη καταγεγραμμένη «πτήση»
"ελαφρύτερου μέσου" στην Πορτογαλία: Ο Bartholomeo
Lourenco de Gusmao, (1685-1724), κατασκεύασε ένα μπαλόνι
με διάμετρο περί τα 70 εκ. και το οποίο τροφοδοτείτο με το
ζεστό αέρα που δημιουργούσε η καύση χόρτων και ξύλων σε
ένα μικρό δοχείο στο κάτω μέρος του. Η επίδειξη ήταν τόσο
εντυπωσιακή ώστε ο Γκουσμάο εκλήθη να επαναλάβει την
επίδειξή του στη Λισαβώνα, μπροστά στο βασιλιά, στη μεγάλη
αίθουσα υποδοχής των "Ανακτόρων των Ινδιών". Οι αυτόπτες
μάρτυρες μεταβλήθηκαν όμως σε πυροσβέστες, γιατί το
μπαλόνι αυτό ανερχόμενο στη συνέχεια ακούμπησε στις
κουρτίνες του ανακτόρου, με αποτέλεσμα να προκληθεί
πυρκαγιά. Ποιός όμως ήταν ο εφευρέτης αυτός που ονομάσθηκε
στη συνέχεια "Βοαντόρ" (=ιπτάμενος) δεν είναι ακριβώς
γνωστό. Το πείραμά του αυτό θεωρήθηκε μαγεία! Τα σχέδια και
οι μελέτες του κατασχέθηκαν και κάηκαν από την Ιερά
Εξέταση, ο ίδιος δε πέθανε εξόριστος στη Σεβίλλη.
8. Το 1782 ο Ναπολιτάνος Τιβέριος Καβάλο (1749-1809)
παρουσίασε σε μεγάλο κοινό που είχε συγκεντρωθεί στην έδρα
της Βασιλικής Εταιρίας του Λονδίνου μία έκθεσή του στη οποία
και βεβαίωνε ότι: "οποιοδήποτε περίβλημα του οποίου το
περιεχόμενο θα ήταν υδρογόνο τούτο θα μπορούσε στον αέρα ν΄
ανυψωθεί".παρουσιάζοντας επιτυχή πειράματα με μπαλόνια από
έντερα βοδιού. Αναμφίβολα και αυτή η ιδιοφυΐα της μελέτης
και των πειραμάτων διευκόλυνε τελικά τη λύση του
προβλήματος που τόσο καιρό αντιμετώπιζαν τόσοι μελετητές.
Ταυτόχρονα, την ίδια περίοδο, οι ερευνητές συζητάνε για τον
«αέρα της φωτιάς» που προκαλεί η καύση, ένα ιδιαίτερο είδος
αέρα, το οποίο ανέβαινε με τον καπνό ψηλά, επειδή ήταν
ελαφρύτερο από τον ατμοσφαιρικό. Επίσης ότι το υδρογόνο που
ανακάλυψε το 1766 ο Κάβεντις και ονομάστηκε «καύσιμος
αέρας» ήταν ελαφρύτερο του ατμοσφαιρικού ήταν ήδη γνωστό,
καθώς και ότι ο συνάδελφός του, Μπλακ είχε ήδη τότε
εκτιμήσει ότι θα έπρεπε αντικείμενα που είναι γεμάτα με αέρα
ελαφρύτερο του ατμοσφαιρικού να ανεβαίνουν ψηλά, χωρίς
όμως και να έχει πειραματιστεί.
9. 4. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
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, θ΄ αρχίσει να υψώνεται.
Μεγάλος φόβος υπάρχει για το αερόστατο υδρογόνου γιατί σε
περίπτωση ατυχήματος υπάρχει κίνδυνος ισχυρής έκρηξης.
Αυτή η απειλή έχει αντιμετωπιστεί τοποθετώντας βαλβίδες
ασφαλείας υψηλής πίεσης ή με χρήση ηλίου αντί υδρογόνου,
πλην όμως επειδή αυτό έχει 4πλάσια πυκνότητα παρέχει πολύ
μικρότερη άνωση.
10. 5. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Το αερόστατο δεν έχει καμία αρνητική επίπτωση στο
περιβάλλον,καθ'όσον αφ'ενός ο αριθμός των κυκλοφορούντων
ειναι πολύ μικρός,αφ'ετέρου η καύσιμη ύλη που χρησιμοποιούν
είναι ελάχιστη χωρίς κατάλοιπα.
Αποτελεί πιθανόν το πιο "πράσινο" μεταφορικό μέσο στη γη.
11. 6. ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ
Πολύ σύντομα μετά την πρώτη πτήση του, συνειδητοποιήθηκε
η χρησιμότητά του στις στρατιωτικές επιχειρήσεις, αρχικά σε
ρόλους αναγνώρισης και καθοδήγησης πυρών πυροβολικού (και
αργότερα ως μέσο αεράμυνας, κατασκοπείας αλλά και
βομβαρδισμού με τη μορφή αερόπλοιων (Ζέπελιν). Σε τέτοιους
ρόλους συνέχισε να χρησιμοποιείται μέχρι και τον Δεύτερο
Παγκόσμιο Πόλεμο.
Σήμερα, το αερόστατο χρησιμοποιείται ευρύτατα σε
μετεωρολογικές παρατηρήσεις της ανώτερης ατμόσφαιρας,
ψυχαγωγία, αεροδιαφήμιση, καθώς και σε από αέρος έκτακτη
ανάπτυξη μέτρων ασφαλείας.
Εξέλιξη του αερόστατου αποτέλεσε το αερόπλοιο.
12. 7. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝ
α. Ένα μπαλόνι
β. Ένα φύλλο χαρτί μερσεριζέ διαστάσεων 40χ80 cm
γ. Ένα κομμάτι πλέγμα αλουμινίου 4,5χ20 cm
δ. Ένα κομμάτι μακετόχαρτο
ε. Σύρμα λεπτό μονόκλωνο 10 cm
στ. Λεπτή κλωστή 3 m
z. Κόλλα
η. Ψαλίδι
θ. Ένα μικρό πινέλο
13. 8. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
Μικρότερο των 10 ευρώ
14. 9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
α. Επτά ημέρες(ένθετο περιοδικό της "Καθημερινής") 15/3/1998
Άρθρο "Η κατάκτηση των αιθέρων" Σελ.22-29
β. Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος Λαρούς Μπριτάνικα 1981
Τόμος 3 Σελ.142-143
γ. Εγκυκλοπαίδεια Νέα Δομή.Εκδόσεις Δομή 1996
Τόμος 1 Σελ.310-313
δ. Νέα Σχολική Εγκυκλοπαίδεια για σας παιδιά.Εκδόσεις Αυλός
Τόμος 1 Σελ.146-148
ε. Τεχνική Εγκυκλοπαίδεια Πως λειτουργεί.Εκδόσεις Αλκυών 1979
Τόμος 1 Σελ.76-81
στ. Πες μου πως-πότε-γιατί "Η κοσμογνωσία μας" Ιπτάμενα
τροχοφόρα και πλεούμενα.Εκδόσεις Παγουλάτος 1993Σελ.12-13
ζ. Η μνήμη της ανθρωπότητας.Οι μεγάλες εφευρέσεις.Το αερόστατο
Εκδόσεις Πάπυρος Λαρούς 1999 Σελ.138-139
η. Αεροπορικά σπορ.Π.Καλογεράκου-Κ.Μικρού.Πειραιάς 1980
Αερόστατα θερμού αέρος Σελ.67-69
θ. http://el.wikipedia.org/wiki/Αερόστατο
ι. http://el/science.wikia.com/wiki/Αερόστατο
