Heißluftballons: So flogen die Montgolfiers 1783
Als die Brüder Montgolfier im Jahr 1783 ihren ersten Ballon in den Himmel stiegen ließen, ahnte kaum jemand, dass dieser Moment eine neue Ära der Menschheitsgeschichte einläuten würde. Die ersten Heißluftballons des 18. Jahrhunderts waren erstaunlich einfach konstruiert – und beruhten auf einem physikalischen Prinzip, das die Erfinder selbst zunächst falsch verstanden.
Die Erfinder: Gebrüder Montgolfier
Joseph-Michel Montgolfier (1740–1810) und sein jüngerer Bruder Jacques-Étienne Montgolfier (1745–1799) stammten aus Annonay im Süden Frankreichs, wo ihre Familie eine erfolgreiche Papierfabrik betrieb. Ihre Beobachtungsgabe sollte die Luftfahrtgeschichte verändern. Joseph-Michel fiel auf, dass über einem Feuer aufsteigende Luft Papierfetzen und leichte Stoffe in die Höhe trieb. Eine weitere Überlieferung besagt, dass er bemerkte, wie ein Unterrock, der über einem Ofen zum Trocknen hing, sich durch die aufsteigende Wärme aufblähte und nach oben strebte.
Daraus entstand die Idee: Was, wenn man eine große, geschlossene Hülle mit heißer Luft – oder, wie sie irrtümlich glaubten, mit Rauch – füllte? Würde diese dann aufsteigen?
Das physikalische Prinzip: Warum steigt ein Heißluftballon?
Der Auftrieb eines Heißluftballons beruht auf einem einfachen physikalischen Gesetz: Erwärmte Luft dehnt sich aus und wird dadurch leichter als die umgebende kühlere Luft. Die Dichte der Luft im Innern der Hülle sinkt. Nach dem Archimedischen Prinzip, das eigentlich für Flüssigkeiten formuliert wurde, sich aber auf Gase übertragen lässt, wirkt auf den Ballon eine Auftriebskraft, die dem Gewicht der verdrängten Luftmasse entspricht. Übersteigt diese Kraft das Gesamtgewicht des Ballons – Hülle, Korb, Passagiere und alles Zubehör – hebt das Gefährt ab.
Die Gebrüder Montgolfier verstanden dieses Prinzip zunächst nicht korrekt. Sie glaubten, nicht die Hitze, sondern der Rauch selbst sei die treibende Kraft. Aus diesem Grund verfeuerten sie bewusst Materialien, die dichten, beißenden Qualm erzeugten: feuchtes Stroh, Schafswolle und gelegentlich ölgetränktes Holz. Diese Fehleinschätzung hatte auf die praktische Funktion wenig Einfluss – der Rauch stieg zusammen mit der heißen Luft auf –, zeigt aber, wie weit Intuition und experimentelle Wissenschaft damals noch auseinanderlagen.
Konstruktion und Materialien der frühen Montgolfière
Die Hülle der ersten Montgolfière bestand aus Leinenstoff, der von innen mit einer dünnen Papierschicht kaschiert war. Papier diente als kostengünstiges und dennoch luftdichtes Material – naheliegend für Papierfabrikanten. Ein Netz aus Schnüren spannte sich über die gesamte Außenfläche der Hülle und verhinderte, dass sich der Stoff unter dem Innendruck unkontrolliert aufblähte.
Für die Demonstration in Versailles im September 1783 entwickelten die Brüder einen deutlich ausgereifteren Ballon: Er hatte einen Durchmesser von rund 12 Metern, ein Volumen von etwa 1.300 Kubikmetern und war aufwendig mit bunten Ornamenten und dem königlichen Monogramm verziert. Der Ballon für den ersten bemannten Freiflug vom 21. November 1783 war noch größer: 16 Meter Durchmesser, ein Volumen von rund 3.000 Kubikmetern und ein Eigengewicht von mehr als 700 Kilogramm.
Unter der Öffnung des Ballons befand sich ein eisernes Rost oder ein Korb aus Weidengeflecht, auf dem das Feuer brannte. Die Piloten mussten während des Fluges ständig Brennmaterial nachwerfen, um die Temperatur im Innern der Hülle aufrechtzuerhalten. Das war gefährlich: Funken drohten jederzeit, die Papierschicht oder den Leinenstoff zu entzünden. Tatsächlich musste der Marquis d'Arlandes beim ersten Freiflug mehrfach schwelende Stellen an der Hülle mit einem feuchten Schwamm löschen.
Die entscheidenden Flüge des Jahres 1783
Annonay, 4. Juni 1783: Der erste öffentliche Start
Auf dem Marktplatz von Annonay starteten die Montgolfiers ihren ersten öffentlichen Versuch. Der Ballon aus Stoff und Papier – etwa 11 Meter hoch und von kugelartiger Form – stieg ohne Passagiere mehrere hundert Meter in die Höhe und blieb rund zehn Minuten in der Luft, bevor er niederging. Die anwesenden Zuschauer und Stadtvertreter waren Zeugen des ersten dokumentierten Menschenwerks, das sich aus eigener Kraft in die Lüfte erhob.
Versailles, 19. September 1783: Die Tiere als Testpiloten
Vor König Ludwig XVI. und dem Hofstaat ließ Étienne Montgolfier einen neu konstruierten Ballon aufsteigen – mit tierischen Passagieren: einem Schaf, einer Ente und einem Hahn. Diese drei Tiere sind damit die ersten Lebewesen, die je einen Ballon bestiegen. Der König hatte Jean-François Pilâtre de Rozier, der sich freiwillig gemeldet hatte, das Einsteigen verboten: Die Auswirkungen großer Höhen auf den menschlichen Körper waren unbekannt, und man wollte erst die Reaktion der Tiere beobachten. Der Ballon stieg auf über 400 Meter Höhe, flog rund 3,5 Kilometer weit und landete sicher. Alle drei Tiere überlebten unverletzt.
Paris, 15. Oktober 1783: Der erste Mensch im Ballon
Pilâtre de Rozier durfte nun selbst einsteigen – zunächst jedoch nur für einen gefesselten Aufstieg. Am 15. Oktober 1783 stieg er in einem mit Seilen vertäuten Ballon auf etwa 26 Meter Höhe. Der Physiker und Experimentalwissenschaftler wurde damit zum ersten Menschen, der einen Heißluftballon bestieg. In den folgenden Wochen wurden die Seile schrittweise verlängert, bis Höhen von über 80 Metern erreicht wurden.
Paris, 21. November 1783: Der erste freie bemannte Flug
Der historische Durchbruch gelang am 21. November 1783 beim Château de la Muette im Bois de Boulogne in Paris. Jean-François Pilâtre de Rozier und der Marquis François Laurent d'Arlandes stiegen gemeinsam in den Weidenkorb. Nach dem Loslassen der Halteseile stieg der Ballon auf und überquerte Paris in einer Höhe von schätzungsweise 900 Metern. Nach 25 Minuten und rund neun Kilometern zurückgelegter Strecke landeten beide Männer wohlbehalten auf einem Feld südlich der Stadt. Damit war die Ära der bemannten Luftfahrt geboren.
Grenzen der frühen Technik
Die Montgolfière des 18. Jahrhunderts hatte erhebliche Einschränkungen. Die offene Feuerstelle im Innern machte jeden Flug zu einem Brandrisiko. Die Flugdauer hing allein davon ab, wie lange der Vorrat an Brennmaterial reichte – und wie geschickt die Piloten das Feuer auf dem schwankenden Rost unter Kontrolle hielten. Steuern ließ sich der Ballon praktisch nicht: Er trieb mit dem Wind. Höhe konnte nur durch mehr Feuer (Steigen) oder durch Öffnen einer Klappe in der Hülle (Sinken) beeinflusst werden. Dennoch legte diese primitive Technik den Grundstein für alle späteren Entwicklungen der Aeronautik.
Häufig gestellte Fragen
Warum steigt ein Heißluftballon auf?
Heißluft ist leichter als kalte Luft, weil sie sich ausdehnt und dadurch eine geringere Dichte hat. Nach dem Archimedischen Prinzip erzeugt die leichtere Luft im Balloninnern gegenüber der schwereren Außenluft einen Auftrieb. Übersteigt diese Kraft das Gesamtgewicht des Ballons, steigt er auf.
Wer erfand den Heißluftballon?
Die Gebrüder Joseph-Michel und Jacques-Étienne Montgolfier aus Annonay, Frankreich. Sie konstruierten 1783 den ersten funktionsfähigen Heißluftballon und führten im selben Jahr sowohl den ersten unbemannten als auch den ersten bemannten Freiflug durch.
Womit heizten die ersten Heißluftballons?
Mit einem offenen Feuer aus feuchtem Stroh, Schafswolle und ölgetränktem Holz. Die Montgolfiers glaubten fälschlicherweise, der Rauch selbst sei der Auftriebserzeuger – tatsächlich war es die heiße Luft. Das Feuer brannte auf einem eisernen Rost direkt unter der Ballonöffnung und musste von den Piloten während des Fluges manuell betreut werden.
Wann fand der erste bemannte Ballonflug statt?
Am 21. November 1783 in Paris. Jean-François Pilâtre de Rozier und der Marquis d'Arlandes überquerten Paris in rund 25 Minuten, legten etwa neun Kilometer zurück und landeten sicher.
Aus welchen Materialien bestand der erste Heißluftballon?
Die Hülle bestand aus Leinenstoff, der innen mit einer Papierschicht ausgekleidet war. Ein äußeres Schnurnetz stabilisierte die Form. Der Korb war aus Weidengeflecht gefertigt. Spätere Modelle waren aufwendig dekoriert und konnten bis zu 3.000 Kubikmeter Volumen fassen.