Первые полеты на аэростатах
Параллельно с попытками поднять в воздух летательный аппарат тяжелее воздуха, начиная с XIV века в Европе зарождается идея возможности полета на машине, которая легче воздуха. Однако почти 2000 лет назад греческий математик Архимед из Сиракуз открыл общеизвестный сейчас закон, гласящий, что тело, погруженное в жидкость, теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная им жидкость, и доказал, что этот же принцип применим к газам, вследствие чего выдвинул в 250 году до н.э. (неосуществленное) изобретение летающей хрустальной сферы.
Эта идея была подхвачена ученым-иезуитом Франческо Лана де Терци (Francesco Lana de Terzi; 1631–1687) в 1670 году. Он принадлежал к древнему роду графов Лана-Терци, прибывших в Брешию еще в XIV веке из окрестностей Бергамо, некоторое время преподавал гуманитарные науки в Терни, после чего в основном работал профессором физических наук и математики, преимущественно в Ферраре. Терци практически повторяет идею Архимеда, описывая воздушный корабль, поднимаемый четырьмя медными шарами, из которых откачивался воздух для создания вакуума, в результате чего их вес должен был уменьшиться и стать легче воздуха. После подъема корабль должен был использовать парус, чтобы с помощью ветра передвигаться по воздуху. Лана де Терци предложил использовать балласт для управления высотой и якорь для удержания воздушного судна.
Сначала Лана произвел опыты для определения веса воздуха, примерно такие же, какие делал Галилей. Определив, что воздух в 640 раз легче воды, изобретатель высчитал, что диаметр шаров должен быть около 7,8 м, а объем каждого шара около 400 м3, тогда подъемная сила получалась достаточно большой. Де Терци подсчитал, что вес одного шара составит 180 кг (при толщине стенок в 0,9 мм), а воздух внутри него (до откачки) будет весить 290 кг, что суммарно с тремя остальными шарами обеспечит достаточную подъемную силу. Лана указал и метод для полного удаления воздуха из шаров – совершенно такой же, какой применяется для получения торичеллиевой пустоты в барометрической трубке. В шаре делается отверстие, в которое вставляется трубка длиной более 10 м с краном около шара; после заполнения шара и трубки водой система опрокидывается, и после полного слива воды до нижнего конца трубки в шаре воздуха не останется. Этот проект аппарата легче воздуха оказался технически невыполним. Не было никакой возможности сделать сферы достаточно тонкими, чтобы выиграть в весе, и в то же время достаточно прочными, чтобы выдержать атмосферное давление1.