Bay lên không trung là mơ ước mà con người ôm ấp từ lâu nhưng mãi đến thế kỷ 18, ước mơ ấy mới trở thành hiện thực khi hai anh em Montgolfier phát minh ra khinh khí cầu. Joseph Montgolfier và Étienne Montgolfier, những nhà sản xuất giấy giàu có người Pháp, (giấy là một sản phẩm công nghệ cao vào thời điểm đó), đã thử nghiệm các thiết bị nhẹ hơn không khí sau khi quan sát thấy luồng không khí nóng được dẫn vào túi giấy hoặc vải khiến túi bay lên.
Sau một số lần thử nghiệm thành công, hai anh em quyết định trình diễn phát minh của mình trước công chúng. Một trong những cuộc trình diễn của họ đã thu hút sự chú ý của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia, nơi đã yêu cầu họ lặp lại thí nghiệm của mình tại Paris.
Theo Bách khoa toàn thư Britannica, khinh khí cầu của anh em nhà Montgolfier được làm bằng lụa và lót giấy có đường kính 10 mét. Họ thả nó bay — không có ai trên đó — từ khu chợ ở Annonay vào ngày 4 tháng 6 năm 1783. Khinh khí cầu bay lên độ cao từ 1.600 đến 2.000m và bay lơ lửng trong 10 phút, di chuyển hơn 2 km.
Tin tức về thành công của hai anh em nhanh chóng lan truyền và một cuộc trình diễn cho vua Pháp đã được lên kế hoạch. Đối với chuyến bay này, hai anh em đã nhờ đến sự giúp đỡ của Jean-Baptiste Réveillon, một nhà sản xuất giấy dán tường thành công. Những nhà phát minh đã chế tạo một khinh khí cầu có đường kính khoảng 9m làm bằng vải taffeta và phủ một lớp vecni phèn chua để chống cháy. Khinh khí cầu được trang trí bằng những nét hoa văn màu vàng, cung hoàng đạo và mặt trời, tất cả cùng biểu trưng cho quốc vương Pháp thời bấy giờ, Vua Louis XVI.
Những hành khách đầu tiên
Có một số lo ngại về tác động của độ cao đối với con người. Theo tạp chí Time, nhà vua đã đề xuất một cuộc thử nghiệm sử dụng tù nhân, nhưng thay vào đó, hai anh em Montgolfiers lại treo một chiếc giỏ bên dưới khinh khí cầu chứa một con cừu, một con vịt và một con gà trống. Ý tưởng này có cơ sở khoa học: Người ta cho rằng sinh lý của cừu tương tự như con người; con vịt và con gà trống được đưa vào làm đối chứng vì mặc dù là loài chim, nhưng chúng không bay ở độ cao lớn.
Khinh khí cầu và các động vật là hành khách của nó cất cánh vào ngày 19 tháng 9 năm 1783. Chuyến bay kéo dài 8 phút và được chứng kiến bởi vua Pháp, hoàng hậu Marie Antoinette và đám đông 130.000 người. Khinh khí cầu bay được khoảng 3,2 km trước khi hạ cánh an toàn. Người ta vỗi vã chạy đến kiểm tra các con vật: chúng vẫn còn sống bình thường.
Chuyến bay có người lái đầu tiên
Bước tiếp theo của anh em nhà Montgolfier là thử nghiệm một khinh khí cầu có người ngồi. Vào ngày 15 tháng 10 năm 1783, hai anh em đã thả một khinh khí cầu với hành khách duy nhất là Jean-François Pilâtre de Rozier, một giáo viên hóa học và vật lý. Theo Bách khoa toàn thư Britannica, ông đã ở trên không trung trong gần 4 phút.
Khoảng một tháng sau, vào ngày 21 tháng 11, Pilâtre de Rozier và Hầu tước d’Arlandes, một sĩ quan quân đội Pháp, đã thực hiện chuyến bay tự do đầu tiên trên khinh khí cầu. Cặp đôi này đã bay ở độ cao 910m từ trung tâm Paris đến vùng ngoại ô, cách đó khoảng 9km, trong 25 phút. Benjamin Franklin đã viết trong nhật ký của mình về việc chứng kiến khinh khí cầu cất cánh: “Chúng tôi đã quan sát thấy nó cất cánh theo cách hùng vĩ nhất. Khi đạt đến độ cao khoảng 76 m, những du khách gan dạ đã hạ mũ xuống để chào khán giả. Chúng tôi không khỏi cảm thấy vừa kính sợ vừa ngưỡng mộ.”
Hành khách đầu tiên cũng là nạn nhân đầu tiên của du lịch khinh khí cầu. Gần hai năm sau chuyến bay này, Pilâtre de Rozier đã qua đời vào ngày 15 tháng 6 năm 1785, khi khinh khí cầu của ông, chứa đầy hỗn hợp hydro và không khí nóng, phát nổ trong nỗ lực bay qua eo biển Manche.
Đọc thêm
Những tiến bộ trong công nghệ khinh khí cầu
Vào ngày 19 tháng 1 năm 1784, tại Lyons, Pháp, một khinh khí cầu khổng lồ do Montgolfiers chế tạo đã chở bảy hành khách lên độ cao tới 914 m.
Vào thời điểm đó, anh em Montgolfier tin rằng họ đã phát hiện ra một loại khí mới (mà họ gọi là khí Montgolfier) nhẹ hơn không khí và khiến những quả bóng bay phồng lên. Trên thực tế, loại khí này chỉ là không khí, trở nên nhẹ hơn khi được làm nóng. Quả bóng bay lên vì không khí bên trong nhẹ hơn và ít đặc hơn bầu khí quyển xung quanh, đẩy vào đáy quả bóng bay.
Những hạn chế của việc sử dụng không khí để bay đã sớm trở nên rõ ràng; khi không khí nguội đi, quả bóng bay buộc phải hạ xuống. Việc duy trì ngọn lửa trên tàu có nguy cơ tia lửa sẽ làm cháy túi. Người ta đã cân nhắc đến những cách khác để giữ cho quả bóng bay lơ lửng. Vào ngày 1 tháng 12 năm 1783, chưa đầy hai tuần sau chuyến bay tự do đầu tiên, Jacques Alexandre César Charles đã thả một quả bóng bay chứa hydro.
Ngày nay, bóng bay thường được sử dụng trong các cuộc điều tra khoa học về tầng khí quyển trên cao. Đôi khi, những quả bóng bay ở độ cao được thiết kế đặc biệt cũng đưa mọi người vào tầng bình lưu; một số cá nhân đã thực hiện cú nhảy dù trong không khí cực loãng. Khinh khí cầu đã được cân nhắc cho các sứ mệnh không gian tới Sao Thổ, Sao Kim và Sao Hỏa, nhưng cho đến nay, Trái Đất là hành tinh duy nhất, nơi có thể thực hiện các chuyến bay của khinh khí cầu.
