Текст книги "Гибель экспедиции Андрэ"

Автор книги: Гюнтер Соллингер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц)

Гюнтер Соллингер
С. А. АНДРЭ – НА АЭРОСТАТЕ К СЕВЕРНОМУ ПОЛЮСУ

В 1930 г. было обнаружено все то немногое, что осталось от воздушной экспедиции Андрэ к Северному полюсу 1897 г. Находка была сделана на о. Белый архипелага Шпицберген и привлекла к себе всеобщее внимание. Появились многочисленные книги и статьи, ни одна из которых тем не менее не уделила достаточного внимания тому, чтобы понять, как шла подготовка к полету, как проходил полет, каковы были его движущие мотивы и каковы причины неудачи.

С. А. Андрэ был первым аэронавтом в истории, попытавшимся достичь Северный полюс по воздуху вместе с двумя соотечественниками – Стриндбергом и Френкелем. Попытка оказалась неудачной. Менее чем через три дня после начала экспедиции экипажу пришлось совершить посадку на полярном льду к северу от Шпицбергена. Все трое аэронавтов погибли на обратном пути, достигнув лишь острова Белый. Мы видим три основных фактора, предопределивших этот провал: отсутствие конкретных знаний о погодных условиях и арктических ветрах за Полярным кругом, неподходящий для такого предприятия воздушный шар и неопытный экипаж. Их план – достичь Северный полюс – был обречен с самого начала. Андрэ рассчитывал пролететь 3700 км над арктической пустыней за шесть дней. Принимая во внимание состояние аэронавтики в 1890‑е г г., это было нереально.

Во второй половине XIX в. шведы совершили более 20 экспедиций в Арктику, большая часть которых пришлась на Свальбард (мыс Шпицберген) и его прибрежные воды [1]. Основная цель этих экспедиций – выполнение научных исследований в разнообразных областях знаний, таких, как флора и фауна северных районов, дрейф полярных льдов, метеорологические явления, геомагнетизм и прочее. В противоположность многим британским, американским, французским и норвежским экспедициям, шведы в основном держались в области южнее 80^о северной широты.

Попытки преодолеть зону севернее 80° с. ш. предпринимались главным образом тремя путями: водным путем между Гренландией и островом Эллесмер, через Свальбард и Северную Сибирь и, конечно, через Берингов пролив 2. В 1822 г. Скорсби достиг широты 81° 45' с. ш. в Гренландском море. Пятью годами позже Пэрри прошел вперед до отметки 82° 45' с. ш., он передвигался на санях по полярным льдам севернее Свальбарда. В 1875–1876 г. г. Маркхэм добрался до той отметки (82° 45' с. ш.) на полярном льду, севернее Гренландии. Еще 20 лет спустя, в 1893–1896-х г г. Нансен достиг 86° 4' с. ш. севернее Земли Франца—Иосифа.

До конца столетия ни одна из полярных экспедиций так и не достигла главной цели – Северного полюса, покорение которого было в то время вопросом национальной гордости. Финансирование этих экспедиций велось из государственных средств. Все экспедиции по исследованию дальнего Севера действовали примерно по одному плану. Сначала добирались до края полярных льдов на корабле, затем продолжали свой путь пешком по льду. Снаряжение обычно укладывалось в санки на собачьих или оленьих упряжках. Участники экспедиций сталкивались с тяжелейшими полярными условиями: жесткий климат, мучительные испытания, отказ оборудования, работа на пределе человеческих возможностей. И это зачастую заканчивалось смертельным исходом.

Возможно ли использовать воздушные шары для наблюдения с воздуха за полярным ландшафтом? Этот вопрос поднял известный шведский полярник и исследователь Севера А. Е. Норденшельд (1832–1901), заинтересованный в дальнейших исследованиях полюса.

Тем временем сотрудник Шведского патентного бюро в Стокгольме инженер С. А. Андрэ, неизвестный Норденшельду, самостоятельно обдумывал возможность применения воздушных шаров для исследования полярных регионов.

В 1894 г. А. Е. Норденшельд и С. А. Андрэ встретились и обсудили возможность использования привязных шаров в полярных исследованиях. К удивлению известного исследователя, Андрэ расширил идею применения воздушных шаров, рассматривая их не только как средства для наблюдения, но и как способ доставки экспедиции к Северному полюсу [3]. Норденшельд после раздумий поддержал эту идею и стал в последующие три года верным сторонником Андрэ.

11 июля 1897 г. три шведа – Андрэ, Стриндберг и Френкель – поднялись на воздушном шаре с острова Дэйнс (Данскойа), находящегося в северо–западном районе Свальбарда. Их цель была достичь Северный полюс и продолжить оттуда путь к североамериканской или азиатской части Арктики. Во время экспедиции они планировали проводить научные наблюдения. Перелет на воздушном шаре экспедиции Андрэ, без сомнения, занял особое место в истории полярных исследований и в истории воздухоплавания.

Это был первый случай, когда воздушный шар использовали для путешествия по воздуху над районом, которого многочисленные экспедиции не смогли достичь наземным путем. Этот перелет должен был стать самым долгим в истории. Планировалось преодолеть расстояние в 3500–4000 тыс. км. Шар должен был находиться в полете около 6 дней или, возможно, даже несколько недель. (В то время самый продолжительный полет составлял 24 часа.) 14 июля 1897 г., через 65 часов и 33 минуты, воздушный шар приземлился на полярные льды (координаты 82° 56' с. ш.) в 480 км от острова Дэйнс и очень далеко от запланированного пункта назначения. Через неделю, 22 июля, экипаж начал пешее возвращение к югу, назад к цивилизации.

С самых первых дней экспедиция Андрэ вызвала огромный интерес как среди широкого круга обывателей, так и среди ученых и авиационных специалистов в Швеции и за рубежом. На эту тему написано множество книг и статей. Гибель Андрэ и членов его команды вызывала зачастую противоречивые мнения в попытках объяснить причины, почему экспедиция закончилась неудачей. Могли ли исследователи избежать такой участи? Было ли это простым невезением, которое помешало их успеху? Был ли исход предопределен характером Андрэ? Может быть, Андрэ и его товарищи получали ошибочные советы? Сыграло ли роковую роль давление со стороны общества? [4] В исследованиях, посвященной этой экспедиции, почти нигде не рассматривается подготовительный период, предшествовавший взлету с острова Дэйнс в 1897 г.

В данной статье попробуем тщательно проанализировать планы Андрэ и подготовку его экспедиции. В противоположность многим статьям на эту тему, внимание будет в основном сосредоточено на факторах, не имеющих отношения к Швеции. Надо сказать, что в 1890‑е г г. развитие воздухоплавания в Швеции только начиналось.

С. А. Андрэ был первым шведом, взлетевшим на воздушном шаре со шведской земли. Перелет к Северному полюсу на воздушном шаре, создание шара и оснащение его оборудованием, управление и подготовка экипажа – большинство идей, которые лежали в основе проекта Андре, исходили из–за рубежа. Между тем это доминирующее воздействие извне до сих пор признано только в малой степени [5].

Планы по достижению Северного полюса на воздушном шаре до 1897 г.

К моменту встречи в 1894 г. Норденшельда и Андрэ идея путешествия к Северному полюсу на воздушном шаре была не нова. Уже в 1783 г. братья Монгольфье и Чарльз Бэрели преуспели в деле запуска летательных аппаратов, а француз Жирар де Бюссон высказал идею перелета к полюсу на воздушном шаре [6]. В середине 1840‑х г г. Дюпюи—Делькур предложил французскому министру труда план путешествия на воздушном шаре к полюсу. Но за этим предложением ничего не последовало. В течение четырех последующих десятилетий были представлены разнообразные более или менее реалистичные проекты, в основном – во Франции. Ни один из этих проектов не был реализован, главным образом из–за финансовых проблем. Некоторые из этих ранних проектов кратко рассмотрим ниже.

В 1866 г. немец Е. Мейссель, учитель из Киля, представил развернутый план путешествия на Северный полюс на «Розьере» («Roziere») [7]. Часть шара, заполненная водородом, имела объем 22000 м 3, а дополнительная часть, работавшая на горячем воздухе, составляла 3750 м 3. Горячий воздух во второй части конструкции поддерживался за счет подогрева горелкой. Взяв за основу для расчетов расстояние в 10300 км, Мейссель считал, что путешествие к Северному полюсу должно занять 7,5 дней, а перелет по всему маршруту – 24 дня. Средняя скорость у Мейсселя составляла 5 м/с (430 км/день). В экспедиции планировалось участие двенадцати человек, запасы были рассчитаны на 40 дней. Мейссель не занимался вопросами метеорологии, его интересовал только аэростат.

В конце 1860‑х и начале 1870‑х г г. французы Ламбер, Зильберман и Тридон представили общие идеи по поводу полярных путешествий. Гораздо интереснее план (1872 г.) французского воздухоплавателя Теодора Сивеля. Его проект был наиболее проработан и сразу привлек к себе внимание. Французское общество аэронавигации в Париже назначило специальную комиссию по рассмотрению данного проекта. По большинству аспектов комиссия поддержала Сивеля [8]. Он хотел использовать водородный шар объемом от 15000 до 18000 м 3. Предполагалось, что шар мог находиться в воздухе в течение нескольких месяцев благодаря так называемому «возместителю» («сompensateur»). Это приспособление, помещенное по периметру нижней части шара, находилось в герметичном кольце, заполненном обычным воздухом. Это кольцо должно поддерживать шар на постоянной высоте. Кроме того, должен был использоваться гайдроп (канат) для контроля за движением шара по вертикали.

По заключению комиссии, погода в районе полюса была благоприятна для полетов на воздушном шаре. Летом солнце стояло над линией горизонта все 24 часа. Колебания температуры обычно были незначительными. Воздушные потоки двигались в одном направлении со средней скоростью 3 м/с. Это позволило бы преодолевать в среднем около 260 км/день, продолжительность путешествия длиной около 5000 км составила бы 20 дней. Технология производства воздушных шаров того времени позволяла сконструировать шар, который бы не терял более 1/150 части (0,6%) от его объема в день.

Французский метеоролог Шарль Гадд был единственным, кто высказался против проекта Сивеля. Он рекомендовал Географическому обществу не оказывать поддержку проекту: слишком мало было известно о ветрах и погодных условиях в центральной части полярной области [9]. Проект Сивеля так и не был реализован.

Затем прошло около 20 лет, когда был выдвинут другой французский полярный проект. В это время, с 1877 по 1879 г. г., англичанин Джон П. Чейн представил достаточно общий вариант идеи путешествия к Северному полюсу на трех воздушных шарах, наполненных водородом и соединенных вместе в один летательный аппарат [10]. Практические тесты быстро показали, что для дальнейшего развития проекта требовались серьезные доработки. В 1882 г. Чейн пытался реализовать свой проект в Северной Америке, но там он не получил достаточную поддержку и был быстро забыт [11].

В 1890 г. во Франции воздухоплаватели Гюстав Эрмит и Жорж Безансон в очередной раз высказали идею перелета к Северному полюсу на воздушном шаре [12]. Путешествие к полюсу со средней скоростью 5 м/с (432 км/день) должно было продлиться 5–6 дней. После экспедиции на полюс планировались полеты в Азию или Северную Америку. Все путешествие расстоянием в 5200 км должно было занять 10–12 дней. Местом старта был выбран Свальбард. Воздушный шар Эрмита и Безансона должен был иметь объем 15000 м 3, внутри основной оболочки находился шар объемом 3000 м 3, соединенный с системой трубок. Идея этой системы в том, чтобы изменение давления газа в основном шаре позволяло бы выталкивать или втягивать газ по трубкам между двумя шарами, при этом оставляя газ внутри системы. По периметру шара были пристегнуты 16 маленьких шаров, каждый объемом 180 м 3, которые по необходимости служили источниками для пополнения газа в основной оболочке. Воздушный шар был оснащен гайдропом, предназначенным для стабилизации шара на определенной высоте. Шар нес большую гондолу, вмещавшую экипаж, оборудование и 8 ездовых собак.

Критики проекта указывали на недостаточность информации о полярной погоде, включая данные о движении воздушных потоков [13]. Кроме того, осадки – снег или изморозь – могли серьезно замедлить подъем.

Эрмит считал, что необходимо получить больше информации о погодных условиях в северных регионах до начала основной экспедиции. Для этой цели планировалась отправка специальной предварительной экспедиции на Свальбард. Уровень утечки газа и другие характеристики полярного воздушного шара должны были быть получены заранее – в процессе испытаний шара меньшего размера на Средиземном море.

Эрмит также упоминал внедренный Ренуаром «девиатор» («deviateur»), который, возможно, мог быть использован для управления шаром. Девиатор состоял из гайдропа и паруса. Гайдроп, волочась по земле, тормозил движение шара, тогда как парус под действием ветра толкал аэростат в нужном направлении. Этот способ управления, аналогичный управлению парусным судном, позже пытался использовать Андрэ.

Воздухоплаватели понимали, что необходимо заранее испытать оборудование воздушного шара, которое будет использоваться в перелете, чтобы уменьшить опасность такой экспедиции. Из этого плана ничего не вышло: приблизительная стоимость проекта составила около 600 000 франков, это и сыграло решающую роль.

В 1897 г., когда экспедиция Андрэ на полюс уже началась, два опытных воздухоплавателя, Луи Годар и Эдуард Сюркуф, представили новый французский проект [14]. Подготовительные работы велись с 1893 г. Время полета на полюс и обратно должно было занять от 12 до 15 дней со средней скоростью движения шара 6–10 м/с (518–864 км/день), а расстояние – около 6200 км. Воздушный шар должен был иметь объем 11000 м 3 . Ежедневная утечка газа приблизительно была рассчитана как 1,5% от общего объема шара. К нижней части большого шара должны были присоединяться 12 шаров меньшего объема, по 250 м 3 каждый. Таким образом, планировалось иметь 3000 м 3 дополнительного запаса газа, который мог пополнять газ после утечки из основного шара. Гайдроп должен поддерживать шар на определенной высоте. В экспедиции предполагалось участие 4–5 человек, запасы продовольствия рассчитывались на 120 дней.

Парижское общество воздухоплавателей поддержало этот проект. Но он был дорогим (стоимость – около 225000 франков), и в итоге необходимые инвестиции так и не были привлечены. Как и их предшественники, Годар и Сюркуф акцентировали внимание на утечке газа, возникавшей при вертикальных перемещениях шара.

Итак, во второй половине XIX столетия было сравнительно много конкретных проектов полета на воздушном шаре к Северному полюсу. Самыми интересными были три французских проекта: Сивеля (1872 г.), Эрмита и Безансона (1890 г.), Годара и Сюркуфа (1897 г.).

Стоит сказать, что эти три проекта были сходны по своим основным техническим параметрам: предлагались воздушные шары большого размера с минимальной утечкой газа, а также компенсация (с помощью специального оборудования) утечки газа, вызванной изменением высоты полета шара. Расчет расстояния у Сивеля составил 4500 км, у Эрмита и Безансона – 5200 км, у Годара и Сюркуфа – около 6000 км. Средняя расчетная скорость: у Сивеля – 3 м/с, Эрмита и Безансона – 5 м/с, у Годара и Сюркуфа – около 6–10 м/с. Общее время в пути: 20 дней – у Сивеля, 10–12 дней – Эрмита и Безансона и 12–15 дней – у Годара и Сюркуфа. Все три проекта опирались на достаточно оптимистичные прогнозы погодных условий на Северном полюсе. Необходимые запасы рассчитывались так: у Сивеля – на 90–180 дней, у Годара и Сюркуфа – на 120 дней, у Эрмита и Безансона – на 80 дней (принимая в расчет 8 ездовых собак). Только Эрмит и Безансон были озабочены возможностью горизонтального управления воздушным шаром.

Когда Андрэ в феврале 1895 г. представил свой план, он, вероятно, мог использовать выводы предыдущих тщательно продуманных проектов, содержавших как основные идеи, так и специфические предложения о том, как можно осуществить подобное путешествие. Однако в плане Андрэ нет никаких ссылок на опыт его французских предшественников.

План путешествия С. Андрэ к Северному полюсу на воздушном шаре 1895 г.

Свой план путешествия на Северный полюс на воздушном шаре, наполненном водородом, Андрэ впервые обнародовал на собрании Шведской академии наук 13 февраля 1895 г. Двумя днями позже он выступил в Шведском обществе антропологии и географии [15], где вновь рассказал о своем плане. Эти научные учреждения поддержали Андрэ и таким образом сыграли ключевую роль в отношении Швеции к полярному проекту, а это, в свою очередь, гарантировало финансирование его идеи высшими кругами Швеции. Основные субсидии для двух своих экспедиций (1896 г. и 1897 г.) Андрэ получал от короля Швеции Оскара II, шведского промышленника Альфреда Нобеля и губернатора округа Гетеборг барона Оскара Диксона (начиная с 1860‑х г г. и король, и Диксон финансировали ряд шведских полярных экспедиций) [16].

К моменту взлета воздушного шара из Свальбарда 11 июля 1897 г. план существенно не изменился. Несмотря на критику практически всех аспектов этого замысла со стороны иностранных экспертов в воздухоплавании, а также одного из членов экспедиции, Нильса Экхольма, Андрэ в последующие два с половиной года не сделал никаких существенных изменений ни в самом полярном воздушном шаре, ни в других составляющих проекта экспедиции. Официальная цель экспедиции Андрэ состояла в проведении в центральном полярном регионе разнообразных научных исследований: метеорологических, геомагнетических, географических и т. д. Но первостепенным желанием и движущей силой проекта было, конечно, достижение Северного полюса.

Андрэ решил стартовать на Свальбарде. Первый этап экспедиции – это достижение самого полюса. Далее – полет к югу, к району Берингова пролива. Общая дальность путешествия, по расчетам, была около 3700 км. Со средней скоростью ветра 7 м/с (27 км/час) оно заняло бы 6 дней, а начальный полет к полюсу – 43 часа [17].

Андрэ определил четыре условия, принципиально важные для проведения экспедиции:

1) воздушный шар должен вмещать 3 человека, оборудование и запасы на 4 месяца, в целом 3000 кг;

2) оболочка шара должна быть достаточно прочной, чтобы он мог продержаться в воздухе 30 дней;

3) заправку водородом необходимо произвести по возможности ближе к полюсу;

4) воздушный шар должен быть управляемым при перемещении по горизонтали [18].

Найти ответы на первый и третий вопросы оказалось достаточно легко. Воздушный шар Андрэ должен был иметь объем 6000 м 3, он мог перевезти три тонны приборов, иного оборудования, продовольственных запасов и т. д. Вопрос производства водорода тоже не был особой проблемой; военная аэронавтика в то время предлагала уже несколько вариантов, как это можно сделать.

Сложнее было решить задачу пребывания воздушного шара в воздухе на протяжении столь длительного времени – 6 дней. Да и вопрос управления аэростатами был не из легких. Регулировка горизонтального движения аэростатов наиболее трудноразрешима со времен первого взлета в небо воздушного шара в 1783 г. С того времени так и не придумали никаких эффективных средств (приспособления типа гайдропа не были особо успешными). Воздухоплавательные аппараты, которыми можно было управлять независимо от ветра, впервые появятся только в ХХ столетии.

В принципе полярный шар Андрэ был обычным воздушным шаром, ничем не отличавшимся от других, произведенных в 1890‑е гг. – ни размером, ни оснащением. Но, по замыслу Андрэ, его воздушным шаром можно было управлять в горизонтальном направлении. Кроме того, была предусмотрена возможность управления вертикальным перемещением летательного аппарата. Эти два вида маневров – горизонтальный и вертикальный – достигались с помощью гайдропов, свисавших с воздушного шара на землю.

Идею гайдропа впервые выдвинул английский воздухоплаватель Чарльз Грин (1785–1870). Сначала это приспособление помогало воздухоплавателям при приземлении. Позже французские аэронавты взялись за идею управления воздушным шаром при помощи канатов, однако эта затея в целом имела ограниченный успех. Андрэ, несмотря ни на что, относился к этому с энтузиазмом. Его собственный опыт заставил поверить в то, что возможно достичь реальных девиаций от направления ветра при использовании гайдропа и паруса: во время испытаний, проведенных в 1894 г. в Швеции, было достигнуто отклонение в 27°. Правда, практический опыт Андрэ ограничивался одним, может быть, двумя предварительными испытаниями [19].

Еще одна область для применения гайдропа – это управление движением шара по вертикали, происходившим в основном из–за изменения температуры или давления. В своей основе идея очень простая. При снижении воздушного шара большая часть веса канатов, висящих в воздухе, попала бы на землю, таким образом уменьшив нагрузку на воздушный шар. Снижение летательного аппарата было бы приостановлено. А при подъеме воздушного шара, части каната, лежащие на земле, поднимутся, тем самым добавляя вес шару и останавливая подъем. Предполагалось, что воздушный шар Андрэ будет лететь на постоянной высоте (около 150–300 метров), таким образом минимизируя утечку газа, обычно вызываемую изменениями высоты полета шара. Напомню, что Сивель, Эрмит и Безансон, Годар и Сюркуф также представляли приспособления для ограничения колебаний высоты подъема шара.

В плане Андрэ (1895 г.) много внимания уделялось погоде в полярной области. Наблюдения в течение Первого международного полярного года, в 1883–1884 гг., показали, что ветры, преобладающие в полярном крае, температура и осадки благоприятны для путешествий на воздушных шарах. По мнению Андрэ, воздушный шар был отличным средством передвижения в Арктике, «созданным на основе неопровержимых фактов» [20]

Как следует из табл.1, план Андрэ существенно отличался от других по двум показателям: размеру воздушного шара и средней скорости. Его шар должен был быть меньше, но средняя скорость значительно выше.

Воздушный шар Андрэ должен был иметь объем, достаточный для подъема и перевозки экспедиции, оборудования, припасов и балласта, необходимых для полета в течение продолжительного времени.

Оболочка воздушного шара должна была быть достаточно плотной для минимизации утечки газа через ткань и швы. Потеря газа означала необходимость использования балласта. Чем больше размер воздушного шара, тем больше балласта требовалось перевозить. Рулевой механизм – девиатор [21] – предназначался для поддержания шара на правильном курсе [22]. Гайдроп применялся как в управлении шаром в горизонтальном направлении, так должен был использоваться и для поддержания шара на определенной высоте, тем самым минимизируя утечку газа и увеличивая время пребывания в воздухе. Французские авиаторы называли это приспособление «стабилизатором» («equilibreur») [23].

Дальность полета зависит от направления ветра, его скорости и времени полета.

Дальность. Расстояние между точкой взлета на Свальбарде (около 80^o с. ш.) и Беринговым проливом с другой стороны полярного края было рассчитано как 3700 км. Путешествие предполагалось почти по прямой линии, но правильность этого расчета ниже будет подвергнута сомнению.

Направление ветра. На направление ветра нельзя влиять. Что можно было предпринять, и, по мнению Андрэ, это было новым в воздухоплавании – управление воздушным шаром с помощью девиатора. Девиатор, предполагалось, должен был также предоставить экипажу возможность выбора более благоприятных потоков воздуха.

Скорость ветра. Невозможно повлиять и на скорость ветра. Андрэ рассчитал среднюю скорость ветра как 7,5 м/с, т. е. 27 км/час (648 км/день). Теоретически расстояние в 3700 км воздушный шар мог преодолеть за 5–7 дней.

Время. По плану 1895 г. полярный воздушный шар мог находиться в воздухе до 30 дней. Учитывая необходимое время полета (6 дней), запас безопасности составлял 1:5. Чем дольше воздушный шар мог находиться в воздухе, тем меньше успех экспедиции зависел от скорости и направления ветра. Время полета напрямую зависело от двух факторов – размера воздушного шара и плотности его оболочки.

Обеспечить плотность оболочки шара Андрэ пытался путем выбора качества ткани, используемой при производстве оболочки. Испытания с разными типами ткани, произведенные в Стокгольме осенью 1895 г., показали, что при правильном выборе ее газопроницаемость может быть минимизирована. К концу 1895 г. Андрэ рассчитал приблизительную потерю газа как 2 м 3 /день. Это означало, что воздушный шар ежедневно терял не более 0,4% от своего объема. Расчеты Андрэ были более оптимистичны, чем у его предшественников: Сивель рассчитал 0,6% ежедневной потери объема, Годар и Сюркуф – 1,5%. Кроме того, они использовали воздушные шары большего объема, чем Андрэ.

Но на один фактор Андрэ совсем не обратил внимания: на возможность снижения воздушного шара из–за выпадения осадков. Снег, туман, изморозь или дождь, покрывая воздушный шар, утяжеляли его и влияли на его передвижение.