Mongolfiera

Una mongolfiera sale perché l'aria riscaldata nel suo involucro è più leggera dell'aria più fresca che la circonda. I fratelli Montgolfier, che nel 1782 avevano fatto volare un piccolo modello in una stanza, ne mostrarono una in pubblico per la prima volta in Francia nel 1783, e il 21 novembre di quell'anno il loro pallone portò due uomini sopra Parigi, il primo volo umano libero.

Che cos’è

Una mongolfiera è un grande sacco leggero, l’involucro, aperto in basso e pieno di aria riscaldata. L’aria calda è meno densa di quella fredda, perciò il sacco e ciò che vi è appeso pesano meno dell’aria esterna che spostano, e l’insieme sale. Niente lo spinge: un pallone sale quando si scalda l’aria che contiene, scende quando quell’aria si raffredda e va alla deriva con il vento.

Il pallone della tavola è quello costruito da Joseph ed Étienne Montgolfier, cartai di Annonay, per il primo volo libero con persone a bordo, il 21 novembre 1783. Le cronache gli attribuiscono un’altezza di poco più di 20 m. Era di tela, descritta come lino o taffetà, foderata di carta, spalmata di una vernice all’allume contro il fuoco e dipinta d’azzurro e d’oro. Una galleria di vimini ad anello girava attorno alla bocca aperta e portava i due aeronauti; al centro dell’apertura pendeva un braciere di ferro in cui bruciava paglia.

Come funziona

Alla pressione del livello del mare, un metro cubo d’aria a 20 °C pesa circa 1,2 kg. Riscaldato a 100 °C, lo stesso volume pesa solo circa 0,95 kg, perché l’aria si è dilatata e una parte è uscita dalla bocca aperta. Ogni metro cubo d’aria calda nell’involucro dà quindi circa un quarto di chilo di spinta, che deve reggere l’involucro e l’attrezzatura prima di qualsiasi passeggero. Per portare qualcosa serve un volume enorme: l’involucro dei Montgolfier del 1783 conteneva più di mille metri cubi.

Una mongolfiera moderna: bombole di propano in una cesta di vimini e un bruciatore sotto la bocca aperta di un involucro di nylon.

L’aria calda sale nella cupola e preme sulla tela. Il calore sfugge a poco a poco attraverso il tessuto e dalla bocca, così l’aria va riscaldata di continuo. Nel 1783 gli aeronauti infilavano paglia con il forcone nel braciere attraverso aperture della galleria; per salire aggiungevano combustibile, per scendere lasciavano calare il fuoco. Durante il primo volo l’involucro prese fuoco più volte, e i due spensero i focolai con spugne bagnate.

Una mongolfiera moderna funziona allo stesso modo con materiali migliori. L’involucro è di nylon o di poliestere, la cesta di vimini, e un bruciatore a propano lancia brevi e potenti fiammate nella bocca dell’involucro. Il pilota sale o scende per trovare venti che soffiano in altre direzioni: è l’unico modo di governarla.

Come costruirla

Un modello di carta velina gonfiato con l’aria calda di un asciugacapelli mostra il principio senza alcuna fiamma. Deve essere grande e leggero, perché l’aria di un asciugacapelli è solo moderatamente calda.

Tagliare gli spicchi. Preparate una dima di cartone per uno spicchio: una lunga foglia appuntita di 2 m di lunghezza e 40 cm nel punto più largo, con l’estremità inferiore tagliata dritta dove è larga 8 cm. Tagliate otto spicchi dalla carta velina più sottile che trovate, unendo i fogli con la colla stick se serve.

Incollare l’involucro. Incollate gli spicchi bordo a bordo, sovrapponendoli di circa 1 cm, in modo che le punte si uniscano in alto e le estremità dritte in basso formino una bocca rotonda. Chiudete la cima con una piccola toppa rotonda. Incollate la bocca a un anello di filo di ferro sottile o di cartoncino leggero di 20 cm di diametro, perché resti aperta.

Un modello a otto spicchi di carta: l’aria calda di un asciugacapelli può sollevarlo se la carta è abbastanza leggera.

Gonfiarla. In casa, in una stanza fresca e senza correnti d’aria, fate tenere l’involucro dritto dall’alto a un aiutante, con la bocca in basso. Soffiate nella bocca per due o tre minuti l’aria di un asciugacapelli alla temperatura massima, da circa 20 cm sotto, tenendolo in movimento e senza coprirne la presa d’aria. Spegnete l’asciugacapelli e allontanatelo prima di lasciare, così che a sollevarla sia solo l’aria calda all’interno. Se il sacco tira verso l’alto, sale verso il soffitto e ridiscende quando l’aria si raffredda; se no, l’aria non è abbastanza calda per il suo peso, e una carta più sottile o un involucro più grande aiuteranno.

Sicurezza. Non scaldate mai un pallone di carta con una candela, un bruciatore o qualunque fiamma, e non liberate mai lanterne volanti: ricadono ancora accese e appiccano incendi. Tenete l’asciugacapelli ad almeno 20 cm dalla carta, non copritene mai la presa d’aria e smettete subito se la carta scurisce o sa di bruciato. Le vere mongolfiere le pilotano solo piloti con licenza, con attrezzature certificate.

Storia ed evoluzione

Joseph Montgolfier fece volare in una stanza un piccolo pallone di seta nel novembre 1782, poi ne costruì di più grandi con il fratello Étienne. Il 4 giugno 1783, nella piazza del mercato di Annonay, lanciarono un pallone senza equipaggio, di tela e carta, di circa 11 m di diametro, che salì molto in alto sopra la città e ricadde a più di un chilometro e mezzo dopo una decina di minuti.

I primi passeggeri, a Versailles nel settembre 1783: una pecora, un’anatra e un gallo.

Il 19 settembre 1783, a Versailles, davanti a Luigi XVI e Maria Antonietta, un pallone portò in un cesto una pecora, un’anatra e un gallo. Due mesi dopo, il 21 novembre, Jean-François Pilâtre de Rozier, insegnante di scienze, e il marchese d’Arlandes, ufficiale dell’esercito, si alzarono dal parco del castello della Muette, accanto al Bois de Boulogne, all’estremità occidentale di Parigi. Volarono per circa 25 minuti, a non più di 900 m di quota, e scesero in aperta campagna vicino all’attuale place d’Italie, a circa 9 km. Dieci giorni dopo Jacques Charles e Nicolas-Louis Robert partirono dalle Tuileries con un pallone a idrogeno. I palloni a gas restavano in aria molto più a lungo, e l’aria calda fu poi poco usata.

La mongolfiera tornò alla fine degli anni Cinquanta del Novecento, quando l’americano Ed Yost unì un involucro di tessuto sintetico a un bruciatore alimentato a propano in bombola. Il suo volo da Bruning, nel Nebraska, il 22 ottobre 1960, è considerato il primo di una mongolfiera moderna, e dal 1961 la sua azienda, la Raven Industries, vendette mongolfiere per lo sport.