“Поймать” космические лучи на земле очень трудно. Их почти целиком поглощает атмосфера, точно так же, как туман — лучи солнца. В погоне за ними ученые стали подниматься высоко в горы, взлетать на воздушных шарах, мечтали проникнуть в стратосферу, где их еще больше.
В тридцатые годы осуществить такую идею было очень и очень нелегко. Практически предстояло решить несколько проблем: как питать, гондолу кислородом, очищать ее от вредных газов, выделяемых организмом, поддерживать атмосферное давление, по крайней мере до половины нормального (350–380 миллиметров ртутного столба), обеспечить обогревание или изоляцию от холода, наконец, сделать так, чтобы человек имел свободу движений и мог наблюдать за полетом в иллюминаторы.
Трудностей здесь оказалось больше, чем можно было предполагать, рассуждая теоретически. Прежде всего, гондола, которую ради прочности надо делать металлической, много весит. Следовательно, надо делать громадную оболочку для увеличения подъемной силы аэростата. Весьма сложную задачу представлял и вывод из гондолы органов управления, а также датчиков приборов. Трудно осуществить и хороший обзор, потому что разность давления, возникающая на высоте между давлением внутри гондолы и все время убывающим давлением атмосферы, заставляла уменьшать диаметр окон и вделывать в иллюминаторы особо прочные, тяжелые стекла.
Это сейчас летают самолеты с околозвуковой скоростью, а мы спокойно воспринимаем сообщения стюардессы о пяти — десятиградусном морозе за бортом и высоте в одиннадцать тысяч метров. Но более пятидесяти лет назад такой полет был сопряжен с громадным риском, и тысячи людей ломали голову над этой задачей, а сотни испытателей гибли на путях к высотам и скоростям.
Свою гондолу Огюст Пикар построил из алюминия. Были отштампованы три куска металла. Когда их сварили вместе, получился легкий шар диаметром чуть более двух метров. В нем проделали два крупных отверстия для люков шириной в полметра и шесть небольших для иллюминаторов. Внутри настелили пол, к нему наглухо приварили два табурета, поставили регенерационные аппараты.
Много места заняли научные приборы — термометры для определения температуры воздуха внутри и снаружи кабины, барометры, высотомер, счетчики космических лучей. Для управления клапаном и разрывным отверстием был установлен штурвал. На верху гондолы приделали стальной обруч с ушками, чтобы можно было подвесить ее к оболочке аэростата объемом в 14 тысяч кубометров (в такой объем легко поместился бы трехэтажный дом). А внизу соорудили специальную воронку, через которую можно было, не боясь утечки воздуха, высыпать балласт — свинцовую дробь.
Покрасил свою гондолу Пикар в два цвета: одну половину — черным, другую — белым. Черный, как известно, поглощает солнечные лучи, белый — отражает их. Маленький пропеллер должен был в полете поворачивать гондолу, подставляя солнцу то один, то другой бок. Пикар надеялся, что благодаря этому гондола будет нагреваться равномерно.
Для первого полета профессор облюбовал долину недалеко от аэростатной фабрики в Аугсбурге (Бавария). Фирма взяла на себя подготовку материальной части аппарата и командование специально обученными людьми для помощи в момент запуска аэростата. В ясную, тихую погоду на рассвете 14 сентября 1930 года Огюст Пикар и молодой швейцарский физик Пауль Кипфер сели в гондолу и приготовились к взлету. Но вдруг подул сильный ветер. Оболочка, возвышавшаяся на 45 метров от земли, превратилась в парус. Гондолу сбросило со стартовой тележки, зазвенели разбившиеся приборы, запутались стропы.
Только через семь месяцев, 27 мая 1931 года, удалось осуществить полет. На старте, правда, гондола опять упала с тележки и немного деформировалась, но приборы уцелели. Аэростат стремительно набирал высоту. Люди испытывала такое ощущение, будто летели вверх на скоростном лифте. Но тут у воздухоплавателей заложило уши, возник какой-то свист. Оказалось, что в стенке гондолы образовалась щель, куда устремился драгоценный воздух. К счастью, Пикар предусмотрительно захватил с собой смесь пакли с вазелином. Иначе бы весь воздух вышел наружу, и аэронавты задохнулись бы. Излишек внутреннего давления запрессовал щель волокнами пакли. Свист прекратился. Менее чем за полчаса аэростат достиг высоты 15 километров, уравновесился и поплыл горизонтально по ветру.
Однако на этом злоключения не кончились. Штурвалом Пикар стал испытывать клапан для выпуска газа. Крутнул раз, другой, третий… никакого результата! Клапанная веревка зацепилась за одну из поясных строп. Он стал орудовать штурвалом, надеясь распутать веревку. Ни к чему хорошему это не привело — веревка оборвалась. Стратостат потерял управляемость. Пикар и его спутник сделались пленниками воздуха… Нет, не воздуха — почти безвоздушного пространства. Теперь они неслись в стратосфере на совсем неуправляемом аэростате.
Почему-то отказало устройство поворота гондолы, и она долгое время висела к солнцу черной стороной. Температура внутри поднялась до сорока градусов жары, хотя снаружи было не менее пятидесяти пяти мороза. Пикар и Кипфер разделись до пояса. Мучила жажда, они взяли с собой всего одну бутылку воды… После полудня, постепенно охлаждаясь, стратостат стал медленно снижаться. Пикар вычислил среднюю скорость спуска. Получалось, что они приземлятся… через пятнадцать дней.
Однако к вечеру аппарат стал спускаться быстрее. Долины в горах потонули в сумерках, в гондоле же по-прежнему было светло — ее освещали лучи заходящего солнца. Через 17 часов после старта Пикар и Кипфер сравнительно благополучно опустились на ледник Гургль в тирольских Альпах. Ночь они провели без сна, кутаясь в тонкую ткань оболочки. После жары, пережитой днем в гондоле, холод на леднике показался особенно свирепым. Наутро их разыскали местные жители и помогли сойти в долину. Вскоре команда лыжников вывезла с ледника и оболочку. Поврежденную гондолу пришлось бросить.
Первый полет не дал никаких научных результатов. Однако Пикар многому в этом полете научился. Он внес в управление аэростата серьезные усовершенствования. Для второго старта был выбран аэродром Дюбендорф возле Цюриха, защищенный от ветра горами. Взлет состоялся 18 августа 1932 года. В полет с Пикаром отправился ассистент Козине. Механизм клапана работал безотказно. Гондола хорошо держала воздух. Но поскольку Пропеллер перестал повиноваться и в этот раз, кабина опять оказалась повернутой к солнцу одной стороной — теперь белой. Температура в гондоле понизилась до двенадцати градусов мороза. Аэростат взвился над вечно-снежными Альпами, установил мировой рекорд высоты, достигнув 16 370 метров. Затем воздушные течения вынесли его в Ломбардию. Дальше лежало Адриатическое море, и Пикар решил начать спуск. Выпуская газ через клапан, он медленно вошел в тропосферу, на высоте около 4000 метров открыл люки и, высунувшись наружу, увидел чудный пейзаж — страну, купающуюся в солнце. Затем аэронавты выбросили гайдроп, сбросили балласт и приземлились на поле.
В этом полете Пикар и Козине собрали ценные научные сведения. Им удалось определить, что в стратосфере космических лучей больше, чем у поверхности земли.
Позднее Пикар выпустил книжку “Над облаками”, где описал конструкцию своего стратостата, привел множество расчетов, выписок из бортового журнала. Все последующие конструкции стратостатов были схожи с высотным аппаратом Пикара.
В книге есть глава: “Какой высоты может достигнуть человек?” Отвечая на этот вопрос, Пикар сделал вывод: свободный аэростат может достичь высот от 20 до 30 километров, хотя трудности снаряжения и полета, а также размеры риска будут пропорционально увеличиваться.
Вскоре американцы соорудили аэростат объемом в 24 тысячи кубометров и назвали его “Век прогресса”. Старт 21 августа 1933 года прошел удачно. В гондоле летели военные пилоты Сеттль и Фордней. За полтора часа стратостат поднялся на 18 628 метров. Но здесь аппарат подхватил страшный ветер. За несколько часов его отнесло от места вылета на 600 километров. Когда Сеттль и Фордней начали спускаться, они уже были недалеко от Атлантического океана. Им грозила гибель в волнах. Тогда Сеттль стал ускорять спуск, выпуская из клапана много водорода. Стратонавтам удалось приземлиться на суше и спастись.
Осенью того же 1933 года взлетел первый советский стратостат “СССР-1”. Пилот-воздухоплаватель Бирнбаум, инженер Годунов и командир стратостата Прокофьев достигли высоты 19 километров, взяли пробы воздуха с различных слоев тропо- и стратосферы, определили количество космических лучей, провели аэрологические и метеорологические наблюдения. Аэронавты с успехом выполнили научную программу и опустились недалеко от Коломны в ста километрах от Москвы.
30 января 1934 года взлетел стратостат “Осоавиахим-1”. Он достиг невиданной высоты — 22 километра. Однако вскоре попал в ураган. Удерживающие гондолу стропы оборвались, и она камнем полетела к земле. Смерть аэронавтов Петра Федосеенко, Андрея Васенко, Ильи Усыскииа потрясла советский народ. Урны с их прахом были замурованы в Кремлевской стене под гром орудийного салюта.
До 18 километров на стратостате “Эксплорер” (“Разведчик”) долетели американцы Стивене, Андерсен и Кептнер. Их шар был в три с половиной раза больше, чем “СССР-1” и “Осоавиахим-1”. Однако оболочка лопнула. Стратонавтам пришлось спасаться на парашютах… Несмотря на аварию, Стивене и Андерсен не побоялись снова полететь в стратосферу на аппарате, вчетверо большем наших стратостатов. На старте “Эксплорер-2” возвышался на 95 метров, достигая высоты 25-этажного дома. Чтобы ветер не мешал взлету, его выпускали из долины в горах Южной Дакоты. Но когда стратостат начал подъем, ветер подхватил его и понес на горный склон, покрытый лесом. Пилот Стивене не растерялся и в этот раз. Он быстро открыл механизм для сбрасывания балласта. Дождем посыпалась мелкая дробь. “Эксплорер-2” оторвался от вершин. Затем он поднялся на высоту 22 066 метров.