Берлінські наукові польоти на повітряних кулях (Berliner wissenschaftliche Luftfahrten) — серія із 67 пілотованих і 29 безпілотних польотів на повітряних кулях, здійснених з Берліна протягом 1888—1899 років німецькою Асоціацією розвитку аеронавтики. Польоти здійснювались для метеорологічних досліджень атмосфери та її погодних показників на різних висотах (температура, тиск і вологість). Їх здійснювали відомі німецькі вчені метеорологи (Ріхард Асманн, Артур Берсон, Райнхард Зюрінг та інші) на повітряних кулях, які спроєктував й створив лейтенант Ганс Гросс. Одним з результатів цієї серії наукових польотів, стало встановлення в 1894 році Артуром Берсоном рекорду висоти. Він піднявся на повітряній кулі «Фенікс» на висоту 9155 метрів (попередній рекорд належав британцям Джеймсу Глейшеру і Генрі Коксвеллу, які 5 вересня 1862 року піднялись на висоту 8800 метрів на повітряній кулі «Мамонт»)З книги Richard Assman «Wissenschaftliche luftfahrten», 1899 рікОпис рекордного польоту Глейшера і Коксвелла 5 вересня 1862 року.
Передумови наукових польотів на повітряних кулях
У 19 столітті метеорологія вже не була суто описовою наукою. На основі законів класичної фізики, особливо механіки суцільних середовищ та термодинаміки, вона розвинулась в природничу науку про вимірювання та обчислення фізичних властивостей атмосфери. Основи термодинаміки атмосфери були розроблені ще в 1880-х роках, але опис динаміки все ще здійснювався з допомогою найпростіших законів, таких як закон Байса-Баллота. Наукове прогнозування погоди наприкінці 19 століття тільки зароджувалось. Це було пов'язано з все ще недостатніми знаннями вчених про атмосферні явища і процеси, а також з відсутністю достатньої кількості достовірних спостережень, дані з яких були отримані суто на поверхні землі. Про вертикальну будову атмосфери в ті часи існували лише туманні уявлення, які не були підтверджені жодним експериментом чи практичним спостереженням З статті Karl Heinz Bernhardt «Zur Erforschung der Atmosphäre mit dem Freiballon — die Berliner wissenschaftlichen Luftfahrten (1888—1899)».
Про потенціал використання повітряної кулі для метеорологічних досліджень вчені й дослідники дізнались практично відразу після їх перших польотів. Коли 1 грудня 1783 року перший шарльєр вирушив в політ у Парижі, її винахідник професор Жак Шарль взяв із собою термометр і барометр. У наступному році, французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє створив першу програму наукових польотів від імені Французької академії, яку так і не вдалося реалізувати через брак коштів. В Німеччині вчений Георг Крістоф Ліхтенберг ще в 1784 році висунув двадцять п'ять тез про способи використання повітряної кулі, перша з яких стосувалась дослідження і вивчення атмосфериЗ статті Р. Асманна «Загальний огляд наукового повітроплавання до 1887 року» («Allgemeine Uebersicht über die Entwickelung der wissenschaftlichen Luftschiffahrt bis zum Jahre 1887»), книга «Wissenschaftliche Luftfahrten», (ст.3).
Перший політ з метою метеорологічних спостережень здійснив 30 листопада 1784 року американський лікар Джон Джеффріс на повітряній кулі професійного аеронавта Жана-П'єра Бланшара. Перше системне дослідження верхніх шарів атмосфери було проведено в період між 1862—1866 роками англійським метеорологом Джеймсом Глейшером. Під час власних 28 польотів на повітряній кулі він вимірював температуру, тиск й вологість повітря і спостерігав за швидкістю вітру на висоті майже 9000 метрів. Через безпосередній вплив сонячної радіації на прилади і їх розміщення всередині кошика повітряної кулі, а не назовні, дані Глейшера часто були помилковими, особливо на великих висотах. Проте, він заклав основи наукового прогнозування погоди і майбутньої науки аерології. В наступні роки науковими польотами займались перш за все французькі вчені, серед яких найвідомішими були Каміль Фламмаріон, Гастон Тіссандьє та Вілфрід де Фонв'єль. 1875 року здійснюючи науковий політ на повітряній кулі «Зеніт» сталась катастрофа в результаті якої, від гіпоксії, загинули двоє вчених Теодор Сівель і Жозеф Кроче-Спінеллі.
Ідея організації наукових польотів в Берліні
У 1885 році німецького фізика Вільгельма фон Бецольда було призначено завідувати новоствореною кафедрою метеорології в університеті Фрідріха Вільгельма та директором «Прусського метеорологічного інституту» в Берліні. Він вирішив радикально реструктурувати інститут і 1 квітня 1886 року найняв трьох старших наукових співробітників, серед яких був магдебурзький лікар та метеоролог Ріхард Асманн З книги H. Steinhagen «Der Wettermann. Leben und Werk Richard Aßmanns in Dokumenten und Episoden» (Findling, Neuenhagen 2005, ст. 99).
З 1883 року Асманн працював над вимірювальним приладом, який міг би точно визначати температуру повітря навіть під руйнівним впливом сонячної радіації. Коли Асманн разом з іншими провідними берлінськими метеорологами приєднався до німецької Асоціації розвитку аеронавтики, заснованої в 1881 році, він познайомився з інженером Гансом фон Зігсфельдом. Разом, вчені розробили аспіраційний психрометр Асманна (Aspirationspsychrometer nach Aßmann), який усував вплив сонячної радіації за допомогою постійної вентиляції повітря. В момент винайдення психрометра Асманна, температурні профілі створенні в 1862—1866 роках Джеймсом Глейшером, які довго вважались достовірними даними, якраз почали викликати сумніви в низки європейських метеорологів. Асманн і Зігсфельд побачили для себе можливість практично дослідити результати Глейшера з допомогою свого нового приладу. Проте, для цього їм потрібно було робити виміри на висоті, а не на поверхні землі З статті Вільяма фон Бецольда «Важливість аеронавтики для метеорології» («Die Bedeutung der Luftschiffahrt für die Meteorologie») в журналі «Luftschiffahrt» (№ 7, 1888, с. 193—203).
2 червня 1888 року Вільгельм фон Бецольд виступив з промовою на ювілейному 100-му засіданні німецької Асоціації розвитку аеронавтики і запропонував ідею використання повітряних куль для розвитку метеорологічних досліджень. Ідея Бецольда була сприйнята позитивно і дуже скоро члени асоціації почали роботу над її реалізацією. Вже 23 червня 1888 року відбувся перший науковий політ на повітряній кулі Зігсфельда «Гердер». Згодом було утворено «Комітет з організації наукової аеронавтики», члени якого розпочали збір коштів на створення декількох власних повітряних куль для наукових польотів.
Фінансування польотів
Для реалізації ідеї Вільгельма фон Бецольда були потрібні значні кошти. Невелику повітряну кулю «Метеор» вдалось придбати за пожертвування відомих членів асоціації, серед яких були Отто Лілієнталь, Вернер фон Сіменс та Рудольф Герцог. Прусська королівська академія наук виділила для асоціації одноразовий грант у розмірі 2000 марок. Приватні аеронавти виділили власні повітряні кулі для організації перших наукових польотів (Ганс фон Зігсфельд виділив кулю «Гердер», а Курт Кілліш-Горн повітряну кулю «M.W.»). Однак суми потрібної для будівництва власної повітряної кулі члени асоціації так і не зібрали.
В середині 1892 року «Комітет з організації наукової аеронавтики» у складі Ріхарда Асманна, Вільгельма фон Бецольда, Германа фон Гельмгольца , Вільгельма Ферстера , Августа Кундта, Пауля Ґусфельдта та Вернера фон Сіменса написав листа німецькому кайзеру Вільгельму II з проханням виділити кошти на будівництво повітряної кулі. Вільгельм ІІ розглянув прохання і вирішив виділити з свого фонду 50 000 німецьких марок. За ці кошти в 1893 році було побудовано і обладнано науковими приладами повітряну кулю «Гумбольдт»З книги Richard Assman «Beitrage zur erforschung der atmosphare mittels des luftballons», 1900 рік (с.61-184).
26 квітня 1893 року оболонка «Гумбольдта» спалахнула і згоріла після вибуху на місці його приземлення біля монастиря в Генрикуві. Одразу після аварії Вільгельм ІІ наказав виділити ще 32 000 марок на будівництво нової повітряної кулі «Фенікс» . Для фінансування додаткових польотів і для публікації їхніх наукових результатів у 1895 році з фонду кайзера було виділено ще 20 400 марок.
У 1897 році видавець і власник друкарні Фрідріх Георг Бюксенштейн пожертвував 1000 марок на будівництво безпілотної повітряної кулі «Cirrus II».
Потужну нематеріальну підтримку асоціації надали прусські військові, які були дуже зацікавленні у дослідженні можливостей повітряних куль для військового використання. В більшості польотів командування повітряними кулями взяли на себе офіцери «Німецького військового відділу дирижаблів». Метеорологам, які здійснювали наукові польоти, неодноразово дозволялось брати участь у військових зборах прусської армії і відділу дирижаблів. Військовий інженер і лейтенант Ганс Гросс був тимчасово звільнений від своїх обов'язків в армії і відповідав за будівництво повітряних куль для наукових польотів.
Учасники
Головним організатором серії наукових польотів в Берліні був німецький метеоролог Ріхард Асманн. Окрім своєї офіційної посади на кафедрі метеорології в університеті Фрідріха Вільгельма, на початку 1889 року він також став головою Асоціації розвитку аеронавтики, що дозволило йому активніше займатись розвитком ідеї наукових польотів. Асманн надав чудові прилади й інструменти, якими проводились всі наукові дослідження під час польотів. Особисто, він взяв участь лише у трьох наукових польотах.
Найбільше польотів здійснив Артур Берсон: він був керівником 9-ти наукових польотів, 31 політ здійснив як спостерігач і ще 10 разів літав самостійно. Друге місце за кількістю польотів посів лейтенант Ганс Гросс: він здійснив 33 польоти, з яких 28 разів був керівником і 5 разів спостерігачем. Третє місце за кількістю польотів посів Райнхард Зюрінг, який літав 13 разів: 4 як керівник і 9 як спостерігачЗ статті H. Steinhagen «До 150-річчя Артура Берсона» («Zum 150 Geburtstag von Arthur Berson») в журналі «Mitteilungen» (квітень 2009, ст.11-13).
Серед інших учасників наукових польотів були власники повітряних куль «Гердер» і «M.W.» Hans Bartsch von Sigsfeld і Kurt Killisch von Horn. Декілька польотів пройшли під керівництвом німецьких офіцерів «Королівського військового відділу дирижаблів»: лейтенанта Neumann, лейтенанта Sperling, лейтенанта Gurlitt та майора Stephan von Nieber. Також, участь в польотах як спостерігачі брали відомі німецькі вчені і метеорологи з «Метеорологічного інституту Берліна»: Otto Baschin, Edmund Köbke та Victor Kremser. Згодом, до польотів приєднався вчений з «Берлінського сільськогосподарського університету» Richard Börnstein і його асистент Becker. До декількох наукових польотів долучались іноземні аеронавти й вчені, такі як британці Patrick Young Alexander і Stanley Spencer та керівник американської метеорологічної обсерваторії «Blue Hill» Ебботт Лоуренс Ротч.
Список учасників «Берлінських наукових польотів на повітряних кулях» (1888—1899 рр.)З книги Richard Assman, Arthur Berson «Beitrage zur Erforschung der Atmosphare mittels des Luftballons», 1900 рік (с.97)