Их открыли совершенно случайно в 1900 году при изучении атмосферного электричества. За них взялся американский физик Роберт Милликен. Он спустил на дно озера глубиной в двадцать метров прибор с фотопленкой, которая в полной темноте засветилась какими-то странными лучами. Ученый повторил свои опыты на земле, закрывая прибор свинцовой плитой. Неизвестные лучи обнаружились снова. Лишь свинцовая броня метровой толщины послужила для них некоторым препятствием, но и ее все же пробивали. Способность проникать через непрозрачные тела у этих лучей оказалась во много раз больше, чем у лучей Рентгена.
Милликен и ввел в научную литературу термин "космические лучи". Само это название как бы отражало непонимание их природы и происхождения.
Внеземной характер этого таинственного излучения доказал австрийский физик Виктор Гесс. Он предпринял целую серию романтических экспериментов на воздушных шарах. Именно благодаря аэростатам Гесс продвинул вперед науку о космических лучах, обнаружил многие элементарные частицы, например позитроны.
Скоро открытиями Милликена и Гесса заинтересовались ученые других стран. Оказалось, что эти лучи действительно возникают где-то за пределами земной атмосферы, приходят из мирового, космического пространства. Опытным путем определили их проникающую способность - жесткость. Нашли, что космические лучи более жестки, чем особо жесткие лучи радия. Как считает академик Зацепин, каждую секунду на один квадратный метр в направлении земной поверхности влетают из космоса более десяти тысяч релятивистских (летящих со скоростью, близкой к скорости света) заряженных частиц, то есть космических лучей. Происхождение большей части этих лучей, миллионами лет блуждающих в межзвездном пространстве, связано с грандиозными взрывами "сверхновых" звезд в нашей Галактике, а может быть, и в более активных других галактиках. Космические лучи несут в себе громадную энергию. И если когда-нибудь удалось бы приручить хоть часть ее, то совершенно изменилась бы вся экономика земного хозяйства.
"Поймать" космические лучи на земле очень трудно. Их почти целиком поглощает атмосфера, точно так же, как туман - лучи солнца. В погоне за ними ученые стали подниматься высоко в горы, взлетать на воздушных шарах, мечтали проникнуть в стратосферу, где их еще больше.
В тридцатые годы осуществить такую идею было очень и очень нелегко. Практически предстояло решить несколько проблем: как питать гондолу кислородом, очищать ее от вредных газов, выделяемых организмом, поддерживать атмосферное давление, по крайней мере до половины нормального (350-380 миллиметров ртутного столба), обеспечить обогревание или изоляцию от холода, наконец, сделать так, чтобы человек имел свободу движений и мог наблюдать за полетом в иллюминаторы.
Трудностей здесь оказалось больше, чем можно было предполагать, рассуждая теоретически. Прежде всего, гондола, которую ради прочности надо делать металлической, много весит. Следовательно, надо делать громадную оболочку для увеличения подъемной силы аэростата. Весьма сложную задачу представлял и вывод из гондолы органов управления, а также датчиков приборов. Трудно осуществить и хороший обзор, потому что разность давления, возникающая на высоте между давлением внутри гондолы и все время убывающим давлением атмосферы, заставляла уменьшать диаметр окон и вделывать в иллюминаторы особо прочные, тяжелые стекла.
Это сейчас летают самолеты с околозвуковой скоростью, а мы спокойно воспринимаем сообщения стюардессы о пятидесятиградусном морозе за бортом и высоте в одиннадцать тысяч метров. Но более пятидесяти лет назад такой полет был сопряжен с громадным риском, и тысячи людей ломали голову над этой задачей, а сотни испытателей гибли на путях к высотам и скоростям.
Свою гондолу Огюст Пикар построил из алюминия. Были отштампованы три куска металла. Когда их сварили вместе, получился легкий шар диаметром чуть более двух метров. В нем проделали два крупных отверстия для люков шириной в полметра и шесть небольших для иллюминаторов. Внутри настелили пол, к нему наглухо приварили два табурета, поставили регенерационные аппараты.
Много места заняли научные приборы - термометры для определения температуры воздуха внутри и снаружи кабины, барометры, высотомер, счетчики космических лучей. Для управления клапаном и разрывным отверстием был установлен штурвал. На верху гондолы приделали стальной обруч с ушками, чтобы можно было подвесить ее к оболочке аэростата объемом в 14 тысяч кубометров (в такой объем легко поместился бы трехэтажный дом). А внизу соорудили специальную воронку, через которую можно было, не боясь утечки воздуха, высыпать балласт - свинцовую дробь.
Покрасил свою гондолу Пикар в два цвета: одну половину - черным, другую белым. Черный, как известно, поглощает солнечные лучи, белый - отражает их. Маленький пропеллер должен был в полете поворачивать гондолу, подставляя солнцу то один, то другой бок. Пикар надеялся, что благодаря этому гондола будет нагреваться равномерно.
Для первого полета профессор облюбовал долину недалеко от аэростатной фабрики в Аугсбурге (Бавария). Фирма взяла на себя подготовку материальной части аппарата и командование специально обученными людьми для помощи в момент запуска аэростата. В ясную, тихую погоду на рассвете 14 сентября 1930 года Огюст Пикар и молодой швейцарский физик Пауль Кипфер сели в гондолу и приготовились к взлету. Но вдруг подул сильный ветер. Оболочка, возвышавшаяся на 45 метров от земли, превратилась в парус. Гондолу сбросило со стартовой тележки, зазвенели разбившиеся приборы, запутались стропы.
Только через семь месяцев, 27 мая 1931 года, удалось осуществить полет. На старте, правда, гондола опять упала с тележки и немного деформировалась, но приборы уцелели. Аэростат стремительно набирал высоту. Люди испытывали такое ощущение, будто летели вверх на скоростном лифте. Но тут у воздухоплавателей заложило уши, возник какой-то свист. Оказалось, что в стенке гондолы образовалась щель, куда устремился драгоценный воздух. К счастью, Пикар предусмотрительно захватил с собой смесь пакли с вазелином. Иначе бы весь воздух вышел наружу, и аэронавты задохнулись бы. Излишек внутреннего давления запрессовал щель волокнами пакли. Свист прекратился. Менее чем за полчаса аэростат достиг высоты 15 километров, уравновесился и поплыл горизонтально по ветру.
Однако на этом злоключения не кончились. Штурвалом Пикар стал испытывать клапан для выпуска газа. Крутнул раз, другой, третий... никакого результата! Клапанная веревка зацепилась за одну из поясных строп. Он стал орудовать штурвалом, надеясь распутать веревку. Ни к чему хорошему это не привело веревка оборвалась. Стратостат потерял управляемость. Пикар и его спутник сделались пленниками воздуха... Нет, не воздуха - почти безвоздушного пространства. Теперь они неслись в стратосфере на совсем неуправляемом аэростате.
Почему-то отказало устройство поворота гондолы, и она долгое время висела к солнцу черной стороной. Температура внутри поднялась до сорока градусов жары, хотя снаружи было не менее пятидесяти пяти мороза. Пикар и Кипфер разделись до пояса. Мучила жажда, они взяли с собой всего одну бутылку воды... После полудня, постепенно охлаждаясь, стратостат стал медленно снижаться. Пикар вычислил среднюю скорость спуска. Получалось, что они приземлятся... через пятнадцать дней.
Однако к вечеру аппарат стал спускаться быстрее. Долины в горах потонули в сумерках, в гондоле же по-прежнему было светло - ее освещали лучи заходящего солнца. Через 17 часов после старта Пикар и Кипфер сравнительно благополучно опустились на ледник Гургль в тирольских Альпах. Ночь они провели без сна, кутаясь в тонкую ткань оболочки. После жары, пережитой днем в гондоле, холод на леднике показался особенно свирепым. Наутро их разыскали местные жители и помогли сойти в долину. Вскоре команда лыжников вывезла с ледника и оболочку. Поврежденную гондолу пришлось бросить.
Первый полет не дал никаких научных результатов. Однако Пикар многому в этом полете научился. Он внес в управление аэростата серьезные усовершенствования. Для второго старта был выбран аэродром Дюбендорф возле Цюриха, защищенный от ветра горами. Взлет состоялся 18 августа 1932 года. В полет с Пикаром отправился ассистент Козинс. Механизм клапана работал безотказно. Гондола хорошо держала воздух. Но поскольку пропеллер перестал повиноваться и в этот раз, кабина опять оказалась повернутой к солнцу одной стороной - теперь белой. Температура в гондоле понизилась до двенадцати градусов мороза. Аэростат взвился над вечно-снежными Альпами, установил мировой рекорд высоты, достигнув 16 370 метров. Затем воздушные течения вынесли его в Ломбардию. Дальше лежало Адриатическое море, и Пикар решил начать спуск. Выпуская газ через клапан, он медленно вошел в тропосферу, на высоте около 4000 метров открыл люки и, высунувшись наружу, увидел чудный пейзаж - страну, купающуюся в солнце. Затем аэронавты выбросили гайдроп, сбросили балласт и приземлились на поле.
В этом полете Пикар и Козинс собрали ценные научные сведения. Им удалось определить, что в стратосфере космических лучей больше, чем у поверхности земли.
Позднее Пикар выпустил книжку "Над облаками", где описал конструкцию своего стратостата, привел множество расчетов, выписок из бортового журнала. Все последующие конструкции стратостатов были схожи с высотным аппаратом Пикара.
В книге есть глава: "Какой высоты может достигнуть человек?" Отвечая на этот вопрос, Пикар сделал вывод: свободный аэростат может достичь высот от 20 до 30 километров, хотя трудности снаряжения и полета, а также размеры риска будут пропорционально увеличиваться.
Вскоре американцы соорудили аэростат объемом в 24 тысячи кубометров и назвали его "Век прогресса". Старт 21 августа 1933 года прошел удачно. В гондоле летели военные пилоты Сеттль и Фордней. За полтора часа стратостат поднялся на 18 628 метров. Но здесь аппарат подхватил страшный ветер. За несколько часов его отнесло от места вылета на 600 километров. Когда Сеттль и Фордней начали спускаться, они уже были недалеко от Атлантического океана. Им грозила гибель в волнах. Тогда Сеттль стал ускорять спуск, выпуская из клапана много водорода. Стратонавтам удалось приземлиться на суше и спастись.
Осенью того же 1933 года взлетел первый советский стратостат "СССР-1". Пилот-воздухоплаватель Бирнбаум, инженер Годунов и командир стратостата Прокофьев достигли высоты 19 километров, взяли пробы воздуха с различных слоев тропо- и стратосферы, определили количество космических лучей, провели аэрологические и метеорологические наблюдения. Аэронавты с успехом выполнили научную программу и опустились недалеко от Коломны в ста километрах от Москвы.
30 января 1934 года взлетел стратостат "Осоавиахим-1". Он достиг невиданной высоты - 22 километра. Однако вскоре попал в ураган. Удерживающие гондолу стропы оборвались, и она камнем полетела к земле. Смерть аэронавтов Петра Федосеенко, Андрея Васенко, Ильи Усыскина потрясла советский народ. Урны с их прахом были замурованы в Кремлевской стене под гром орудийного салюта.
До 18 километров на стратостате "Эксплорер" ("Разведчик") долетели американцы Стивенс, Андерсен и Кептнер. Их шар был в три с половиной раза больше, чем "СССР-1" и "Осоавиахим-1". Однако оболочка лопнула. Стратонавтам пришлось спасаться на парашютах... Несмотря на аварию, Стивенс и Андерсен не побоялись снова полететь в стратосферу на аппарате, вчетверо большем наших стратостатов. На старте "Эксплорер-2" возвышался на 95 метров, достигая высоты 25-этажного дома. Чтобы ветер не мешал взлету, его выпускали из долины в горах Южной Дакоты. Но когда стратостат начал подъем, ветер подхватил его и понес на горный склон, покрытый лесом. Пилот Стивенс не растерялся и в этот раз. Он быстро открыл механизм для сбрасывания балласта. Дождем посыпалась мелкая дробь. "Эксплорер-2" оторвался от вершин. Затем он поднялся на высоту 22 066 метров.
В солнечный день 26 июня 1935 года полетел третий советский стратостат "СССР-1-бис". На борту находились пилот Зилле, конструктор Прилуцкий и профессор Вериго. Гондолу нарочно перегрузили балластом, чтобы осталось больше времени для научных наблюдений. К 12 часам дня стратостат достиг высоты 16 километров. Научные наблюдения были закончены, и пилот собирался начать спуск. Вдруг в нижней части оболочки появилась трещина. Под давлением газа разрыв стал увеличиваться. Стратонавты сбросили весь балласт, по возможности замедляя падение. Когда опустились в тропосферу и можно было открыть люки, Вериго и Прилуцкий выпрыгнули в тропосферу с парашютами. Остался в гондоле один Зилле. Он управлял спуском до самого приземления. Облегченная гондола мягко коснулась земли. Все приборы, даже стеклянные колбы с пробами воздуха, остались целыми.
Таким трудным оказался путь в стратосферу. Позднее было предпринято еще несколько полетов - в Испании, Германии, Италии, Америке, Новой Зеландии. Из десяти попыток проникнуть в высокие воздушные слои половина оканчивалась либо аварией, либо катастрофой...
Ну а потом началось время рекордов гигантов-самолетов и самолетов-малюток. Загремели имена отважных молодых летчиков: Коккинаки, Громова, Чкалова, Водопьянова, Леваневского, Каманина, Ляпидевского... Крылья и "пламенный мотор" оказались надежнее, быстрее, дешевле аэростатов. Даже когда еще не было реактивных двигателей и делом отдаленного будущего считалась герметичная кабина, летчики уже начали "бомбардировать" стратосферу.
Из всех рекордов, каких достиг за свою долгую жизнь Владимир Константинович Коккинаки, самым трудным он считал полет в стратосферу 21 ноября 1935 года. Более двух лет бесстрашный испытатель готовился к нему, приучал свой могучий организм к разреженному воздуху. Одноместный истребитель он "раздел" как только мог: отрезал половину топливного бака, снял некоторые приборы, отпилил половину ручки управления, вместо кресла подвесил ремешки...
С земли видели, как его самолетик стал круто забирать вверх. Мотор работал на полную мощность. Скоро истребитель превратился в черную точку, а потом и совсем исчез. Лишь тонкая серебристая ниточка, стелющаяся за самолетом, виднелась в синеве. На аэродроме гадали, сможет ли "наш Кокки" (так звали Владимира Константиновича его товарищи) дотянуть хотя бы до 13 километров. Выше, по теории, человеческий организм выдержать не мог. Одноглазый "король воздуха" Вилли Пост летел на высоте 11 километров в комбинезоне из прочной прорезиненной материи, не пропускающей воздуха, на голове его вместо шлема был стальной колпак с круглым стеклом-иллюминатором. В таком виде он пересек без посадки весь североамериканский материк, что считалось замечательным достижением. В скафандре, по существу герметичной кабине из мягкого материала, Вилли Пост готовился установить мировой рекорд высоты. Однако осуществить мечту не успел - разбился во время кругосветного перелета.
У Коккинаки скафандра не было. Закутан он был в меховую одежду, но все равно страшно мерз. Температура упала до минус шестидесяти. Одеревенела правая рука, держащая ручку управления. Мотор задыхался от напряжения. Самолет летел тише и тише, медленно добирая последние сотни метров высоты. А внизу расстилалась Москва, покрытая дымкой, угадывались петли Москвы-реки, Кремль, железные дороги, заводы, дачные поселки...
Вдруг гул смолк. Пропал в небе и белый след. Лишь директор завода и конструктор истребителя знали: Коккинаки собирался подниматься, пока хватит бензина, а потом станет планировать с выключенным мотором. Так и случилось. Скоро показался самолетик, спускавшийся по спирали. Через несколько минут он пронесся над аэродромом и приземлился. Из открытой кабины вылез закутанный в меха летчик, выпрямился, расправил богатырские плечи и с наслаждением вдохнул земной воздух полной грудью... На ленте барографа прочитали достигнутую высоту - 14 750 метров. Это было даже больше предела для незащищенного живого организма. Выше без специального костюма уже никто не поднимался.
Штурмуя высоты, летчики знали, что их ждет в стратосфере, так как до них там побывали аэронавты. Они им проложили дорогу. Значит, и в этой победе была несомненная заслуга воздухоплавания.
...Наш аэростат поднимался все выше и выше.
Над собой мы видели серебристую сферу оболочки с черным зевом аппендикса. От нее к подвесному кольцу опускались стропы. У обруча в разных концах висели два мешочка. В белом лежал конец от клапанной вожжи, в красном - от разрывной тесьмы, которая пригодится только при посадке. Внизу растекалось белое море облаков. "Им в грядущем нет желанья, им прошедшего не жаль..."
А вокруг было небо - такого красивого неба мы никогда не видели. Оно казалось слоистым, точно прозрачное желе. Светлое, как туман, у горизонта, а выше размытая голубизна постепенно переходила в синеву. Там белел овал молодой луны, такой же яркий, каким мы видим его ночью. А еще выше, к зениту, нависала шапка фиолетовой полусферы. Однако все краски перекрывало жарко пылавшее солнце. Сетка, снасти, корзина, приборы - все было в сверкающем инее, точно деревья в морозный ясный день.
- Смотрите! - крикнул Сенечка.
Мы оглянулись и уставились на него. У Сенечки уже отросла щетина. В тени на ней висели сосульки, но когда он поворачивался лицом к солнцу, наледь мгновенно таяла, превращаясь в капельки влаги.
- Да вы не на меня! Кругом поглядите! - обвел он рукой в толстой меховой перчатке.
Вокруг корзины кружило, искрясь, белое облако. Оно состояло из крошечных невесомых игл, образовавшихся от нашего дыхания. Артур вытащил черный фанерный лист, выставил плашмя на теневую сторону. Шурша и позванивая, иголки стали ложиться на него. Когда Артур повернул фанеру к солнцу, иглы растаяли, остались капельки.
- Ну конечно же, это конденсирующиеся пары! - воскликнул командир.
- Но почему облако такое большое?
- Возможно, этот иней не только от нашего дыхания, но и от конденсации паров внутри аэростата. А может быть, наш сильно нагретый шар вызвал поток восходящего воздуха и при охлаждении влага превратилась в иглы... - Артур достал бортовой журнал, поглядел на приборы и стал записывать их показания. Потом он снова поймал иглы на фанеру и сфотографировал "явление" крупным планом.
Почувствовав, что замерзает, нервно замяукал Прошка. Теперь он сам просился под куртку, где ему было тепло и спокойно. Митька в своей длиннополой одежке, как в рясе, пока крепился, хотя дышал тяжело.
- Надо приучить его к маске, - озаботился Сенечка.
Словно кляпом, он заткнул собаке пасть резиновой маской, хотел прижать ремешками намордника, но пес подумал, что его собрались душить, и, конечно, стал сопротивляться. Он сначала подобру-поздорову хотел спрятаться в ворохе имущества, но Сенечка проявил настойчивость. Тогда Митька, как на борцовском ковре, рывком свалил Сенечку и прижал к полу.
- У-у, образина... Еще рычит, - обидчиво произнес Сенечка, признав поражение.
- Ему надо показать пример, - посоветовал Артур.
Мы надели кислородные маски. Собака озадаченно глядела то на одного, то на другого, узнавая и не узнавая нас. Потом нерешительно вильнула хвостом, подставила морду Артуру. Тот без труда надел маску и повернул вентиль баллона. Митька задышал, шумно втягивая воздух.
Сенечка, чувствовавший аэростат как ногу в сапоге, опять насторожился. Поглядел на оболочку, взглянул на приборы - ничего подозрительного не заметил. Свесил голову вниз - и окаменел. Мы проследили за его взглядом. На ослепительно клубящемся фоне облаков отражалась в непривычном ракурсе тень аэростата, а вокруг переливались, сияли радужные кольца. Их блистающая пляска не походила ни на привычную радугу, ни на полярное сияние. Это было явление другого порядка - таинственное, диковинное, бесовское.