Fratelli Montgolfier
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I fratelli Joseph Michel Montgolfier (Annonay, 26 agosto 1740 – Balaruc-les-Bains, 26 giugno 1810) e Jacques Étienne Montgolfier (Annonay, 6 gennaio 1745 – Serrières, 2 agosto 1799) inventarono la mongolfiera, il pallone aerostatico che funziona con aria calda. La loro invenzione fu il primo aeromobile a portare una persona al cielo. In seguito al successo dei loro esperimenti, furono nominati membri straordinari dell'Accademia delle scienze di Parigi ed il padre Pierre ricevette, come riconoscimento, il titolo nobiliare ereditario de Montgolfier dal re Luigi XVI nel 1783.
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[modifica] I primi anni
I due fratelli nascono in una famiglia di ricchi fabbricanti di carta ad Annonay, un paese a sud di Lione (Francia). Il padre, Pierre (1700-1793), aveva indicato come suo successore il maggiore dei figli, Raymond; per questo i due più giovani erano stati inizialmente mandati a scuola, perché imparassero nuove professioni.
La mentalità di Joseph era tipica dell'inventore: geniale e sognatore, ma poco pratico negli affari e nelle faccende personali. Intelligente e creativo per natura, si ribellava all'istruzione rigida e formale -- per due volte fuggì dalla scuola. Ciononostante, la sua spontanea curiosità gli permise da autodidatta di raggiungere un'eccellente formazione nelle allora emergenti scienze fisiche. Tornato infine in famiglia rimase comunque solo marginalmente coinvolto nelle attività industriali della cartiera.
Etienne (con questo nome Jacques-Etienne fu sempre più comunemente noto) aveva un carattere più regolare ed orientato agli affari di Joseph. Mandato inizialmente a Parigi perché si dedicasse agli studi di architettura, fu richiamato ad Annonay per prendere in mano gli affari di famiglia dopo l'improvvisa morte di Raymond nel 1772 (nessuno aveva preso seriamente in considerazione la possibilità di affidare questa responsabilità all'imprevedibile Joseph, anche se maggiore d'età). Nei successivi 10 anni Etienne si dedicò ad introdurre delle innovazioni tecnologiche nell'industria familiare (la produzione della carta era un'attività ad alto contenuto tecnico nel XVII secolo), riuscendo a portare le più recenti novità nelle proprie fabbriche. Il suo operato gli meritò il riconoscimento da parte del governo francese, a cui seguì un finanziamento perché la fabbrica Montgolfier potesse essere presa a modello per le altre fabbriche di carta della nazione.
[modifica] I primi esperimenti
Dei due fratelli fu Joseph per primo a considerare la possibilità di costruire una macchina volante. Non vi è prova certa di quando egli cominciò a pensare al volo con un mezzo più leggero dell'aria; si ipotizza che ciò possa essere avvenuto già nel 1777, quando un giorno osservando i panni posti ad asciugare sopra un fuoco notò che alcune parti ripetutamente si sollevavano verso l'alto.
Joseph iniziò a svolgere degli esperimenti specifici nel Novembre del 1782, quando viveva ad Avignone. Come egli stesso riportò pochi anni più tardi, stava una sera davanti a un fuoco mentre rifletteva su una questione militare di attualità -- un attacco alla fortezza di Gibilterra, che si era dimostrata imprendibile sia da terra che da mare. Joseph iniziò a pensare alla possibilità di un attacco dall'alto, con truppe sollevate in aria dalla stessa forza che innalzava le scintille del falò. Egli ipotizzava che all'interno del fumo vi fosse una qualche sostanza, un gas speciale (il "gas di Montgolfier"), dotato di una speciale proprietà che egli definì "lievità".
Sulla base di questi ragionamenti, Joseph costruì un contenitore a forma di scatola (delle dimensioni di 1 x 1 x 1,3 metri) usando un sottile foglio di legno per i lati e un rivestimento superiore in tessuto leggero di taffettà. Sotto il contenitore accese un falò di carta. L'oggetto si sollevò rapidamente dal suo supporto fino a urtare il soffitto.
Joseph convinse poi il fratello a costruire un primo aerostato ad aria calda scrivendogli le seguenti poche, profetiche parole: "Presto, procurati una buona dose di taffettà e di corde, e ti mostrerò uno dei più sbalorditivi fenomeni al mondo!". Da quel momento in poi i due fratelli lavorarono assieme al progetto.
All'inizio del successivo mese di Dicembre del 1782 Joseph replicò il suo esperimento all'aperto, in un prato vicino alla casa familiare con l'intera famiglia testimone dell'evento. In quest'occasione l'aerostato a forma di scatola si sollevò a circa 20 metri d'altezza, rimanendo in aria per oltre un minuto.
I due fratelli costruirono quindi un nuovo apparecchio, in scala, tre volte più grande (27 volte in volume). Nel suo primo volo, il 14 dicembre del 1782, la spinta di sollevamento fu così forte che essi ne persero il controllo. L'aerostato volò per circa 2.000 metri. Dopo l'atterraggio, l'oggetto venne distrutto da quella che Etienne definì l' "indiscrezione" dei passanti.
[modifica] Dimostrazioni pubbliche
Stanti questi successi, i fratelli Montgolfier decisero di svolgere una dimostrazione pubblica del funzionamento dell'aerostato ad aria calda, e stabilire così la paternità dell'invenzione. Realizzarono quindi un apparecchio a forma di pallone sferico (non si ha prova del fatto che questo fosse o meno decorato in qualche modo), realizzato con tela di sacco e tre strati interni di carta sottile. L'involucro sviluppava un volume interno di quasi 790 m3 d'aria e pesava 225kg. Era composto da quattro parti (la cupola e tre segmenti laterali) tenute assieme da 1.800 bottoni. Una "rete da pesca" in cordame applicata all'esterno fungeva da rinforzo della struttura.
Il 4 giugno del 1783 (alcune fonti erroneamente indicano la data del 5 Giugno) l'aerostato fu fatto volare nella prima dimostrazione pubblica ad Annonay, di fronte a un gruppo di notabili degli "etats particulars". Il volo coprì circa 2km, durò 10 minuti e raggiunse l'altitudine stimata di 1.600-2.000 metri.
La notizia del successo raggiunse rapidamente Parigi. Etienne si recò nella capitale per tenere ulteriori dimostrazioni e per assicurare ai due fratelli la paternità dell'invenzione del volo. Etienne, avendo studiato a Parigi, aveva più familiarità con le abitudini e i costumi della città. Joseph, considerati i suoi modi originali e la sua timidezza, rimase presso la famiglia.
Un'accesa competizione sorse fra i fratelli Montgolfier e Jacques Alexandre César Charles, che aveva effettuato una dimostrazione pubblica usando un aerostato riempito con idrogeno.
Con la collaborazione di un altro noto fabbricante di carta, Jean Baptiste Réveillon, Etienne realizzò un nuovo aerostato in taffettà verniciato di oltre 1.000m3 di volume. Il pallone era vivamente colorato e arricchito di decorazione, cosa che lo distingueva dal disegno semplice ed essenziale di quello del rivale Charles. Questo aspetto vistoso fu senza dubbio un'idea di Réveillon.
Vi era qualche preoccupazione sui possibili effetti di un volo in alta quota su degli esseri viventi. Esistono dei riferimenti a un bando emanato dal Re, Luigi XVI, che proibiva qualsiasi volo da parte di persone umane finché gli eventuali effetti sugli animali non fossero stati valutati (anche se non vi è evidenza diretta di un tale editto). È più probabile che fossero gli stessi inventori, prudentemente, a decidere di sperimentare il volo inizialmente solo su degli animali.
Il 19 Settembre del 1783 l' "Aerostate Révellion" (come lo chiamò Etienne) fu fatto volare con a bordo i primi aeronauti viventi: una pecora, un'oca ed un gallo, collocati in un cesto appeso alle corde del pallone. Questa dimostrazione ebbe luogo di fronte a un'immensa folla raccolta nel palazzo reale di Versailles, presenti il Re Luigi XVI e la Regina Maria Antonietta. Il volo durò circa 8 minuti, coprì circa 3Km e raggiunse un'altezza di circa 500 metri; sarebbe potuto durare di più, ma l'aerostato era instabile, e perciò subito dopo il decollo si inclinò vistosamente su un lato, lasciando fuoriuscire dall'imboccatura una notevole quantità dell'aria calda contenuta all'interno. Gli animali, comunque, completarono il volo senza conseguenze.
Fra i primi a sopraggiungere sul punto di atterraggio vi fu Pilâtre de Rozier, che si era già candidato ad essere fra i primi aeronauti quando si fosse tentato il volo con uomini a bordo. (Pierre Montgolfier, padre degli inventori, aveva acconsentito che i figli lavorassero alla realizzazione degli aerostati invece di dedicarsi all'amministrazione delle cartiere di famiglia, a condizione che nessuno dei due tentasse di volare di persona).
[modifica] Il volo con equipaggio umano
A seguito del successo dell'esperimento di Versailles, e sempre in collaborazione con Réveillon, Etienne iniziò la costruzione di un aerostato da 1.700 m3, che potesse consentire il volo con un equipaggio umano. (Il progetto di Etienne, anche se obbediente alla volontà paterna di non partecipare al volo in prima persona, furono causa di grave preoccupazione per il genitore.) Il nuovo pallone, decorato anche stavolta con ghirlande, era alto 23 metri e largo 14 (in diametro).
Alla fine del 1783 l'apparecchio venne collaudato in una serie di voli vincolati a terra con una fune, il 15 ottobre e poi ancora il 17, e il 19. Nel corso di questi esperimenti si raggiunse il limite di circa 100 metri di lunghezza della fune di ancoraggio.
Finalmente, il 21 novembre del 1783 Pilâtre de Rozier e il marchese d'Arlandes realizzarono il primo volo libero umano, coprendo in 25 minuti una distanza di circa 9km a una quota variabile intorno ai 100mt di altezza. Il volo prese il via dai giardini del Château de la Muette, alla periferia occidentale di Parigi, e l'atterraggio fu fra i mulini a vento presso la Butte-aux-Cailles. In effetti, il combustibile caricato a bordo era stato consumato solo in parte, e ve ne sarebbe stato a sufficienza per restare in aria quattro o cinque volte tanto. Ma le scintille che si sollevavano dal fuoco continuavano ad appiccare le fiamme al tessuto del pallone, e i due aeronauti dovevano spengerle continuamente usando spugne intrise d'acqua. Essi decisero quindi di atterrare appena raggiunti gli spazi aperti della campagna.
La trasvolata fece notevole scalpore. Numerose iscrizioni celebrarono lo storico evento. Si produssero sedie con lo schienale a forma di aerostato, e orologi da tasca in smalto e bronzo con il quadrante iscritto in un pallone. I francesi meno benestanti potevano acquistare stoviglie decorate con immagini del volo.
Solo uno dei fratelli Montgolfier (non si sa quale dei due) ebbe modo di volare su un aerostato, e solo una volta.
[modifica] Gli anni seguenti
Nel 1766 lo scienziato inglese Henry Cavendish aveva scoperto l'idrogeno, aggiungendo acido solforico a ferro, latta o trucioli di zinco. Lo sviluppo dell'aerostato a gas d'idrogeno, principalmente ad opera del Charles, procedette in parallelo agli esperimenti dei Montgolfier con l'aria calda. La crescita di entrambi le tecnologie veniva stimolata dalla consapevolezza della competizione fra le due soluzioni.
Alla fine, la tecnologia basata sull'idrogeno finì per prevalere, per diversi motivi fra cui la decisione del governo di puntare sull'uso del gas. Per i successivi 180 anni i palloni a idrogeno rimasero la soluzione dominante, e furono impiegati in tutte le più importanti imprese compresa la trasvolata della Manica effettuata il 7 gennaio 1785 da Jean-Pierre Blanchard e John Jeffries.
I palloni basati sul riscaldamento dell'aria interna al posto del riempimento con gas leggeri sarebbero tornati in auge solo negli anni '60, quando Ed Yost risolse i problemi di sicurezza della classica Mongolfiera utilizzando il nylon come tessuto per l'involucro e il gas propano come combustibile per il bruciatore.
