Globo (aeronáutica)

El primer globo que transportó pasajeros utilizaba aire caliente para obtener flotabilidad y fue construido por los hermanos Joseph y Etienne Montgolfier en Annonay , Francia, en 1783: el primer vuelo de pasajeros tuvo lugar el 19 de septiembre de 1783, transportando una oveja, un pato y un gallo.

El primer vuelo tripulado en globo cautivo fue realizado por un globo Montgolfier de mayor tamaño, probablemente el 15 de octubre de 1783. El primer vuelo en globo libre fue realizado por el mismo globo Montgolfier el 21 de noviembre de 1783.

Al calentarse, el aire se expande, por lo que un volumen determinado contiene menos aire. Esto lo hace más ligero y, si su fuerza de elevación es mayor que el peso del globo que lo contiene, lo elevará. Un globo aerostático solo puede mantenerse en el aire mientras tenga combustible para su quemador, para mantener el aire a la temperatura adecuada.

Los primeros globos aerostáticos de los Montgolfier utilizaban un brasero de combustible sólido , que resultó menos práctico que los globos de hidrógeno que surgieron casi inmediatamente después, y la aerostación pronto desapareció.

En la década de 1950, la comodidad y el bajo coste de los hornillos de gas embotellado propiciaron un resurgimiento de los paseos en globo aerostático como deporte y actividad recreativa.

La altura o altitud de un globo aerostático se controla subiendo o bajando el quemador según sea necesario, a diferencia de un globo de gas, donde a menudo se llevan pesos de lastre para poder soltarlos si el globo desciende demasiado, y para aterrizar se debe liberar parte del gas de sustentación a través de una válvula.

El profesor Jacques Charles construyó un globo aerostático tripulado que utilizaba hidrógeno, un gas ligero, para impulsarse, y lo lanzó al espacio menos de un mes después del vuelo de Montgolfier, el 1 de diciembre de 1783. Los globos de gas tienen mayor sustentación para un volumen dado, por lo que no necesitan ser tan grandes, y además pueden mantenerse en el aire mucho más tiempo que los de aire caliente; por ello, los globos de gas dominaron la aerostación durante los siguientes 200 años. En el siglo XIX, era común usar gas ciudad manufacturado (gas de carbón) para inflar los globos; este no era tan ligero como el hidrógeno puro, ya que tenía aproximadamente la mitad de la capacidad de sustentación, pero era mucho más barato y fácil de conseguir.

Los globos de gas ligero predominan en las aplicaciones científicas, ya que pueden alcanzar altitudes mucho mayores durante periodos de tiempo mucho más prolongados. Generalmente se llenan con helio. Si bien el hidrógeno tiene mayor poder de elevación, es explosivo en una atmósfera rica en oxígeno . Salvo algunas excepciones, las misiones científicas con globos no son tripuladas.

Existen dos tipos de globos de gas ligero: de presión cero y de superpresión. Los globos de presión cero son la forma tradicional de globo de gas ligero. Se inflan parcialmente con el gas ligero antes del lanzamiento, manteniendo la misma presión tanto dentro como fuera del globo. A medida que el globo de presión cero asciende, su gas se expande para mantener la diferencia de presión cero, y la envoltura del globo se hincha.

Por la noche, el gas de un globo de presión cero se enfría y se contrae, provocando que el globo descienda. Un globo de presión cero solo puede mantener la altitud liberando gas cuando asciende demasiado, ya que la expansión del gas puede amenazar con romper la envoltura, o liberando lastre cuando desciende demasiado. La pérdida de gas y lastre limita la autonomía de los globos de presión cero a unos pocos días.

Un globo de superpresión , en cambio, tiene una envoltura resistente e inelástica que se llena con un gas ligero a una presión superior a la de la atmósfera exterior y luego se sella. El globo de superpresión no puede cambiar mucho de tamaño, por lo que mantiene un volumen generalmente constante. El globo de superpresión mantiene una altitud de densidad constante en la atmósfera y puede mantenerse en vuelo hasta que una fuga de gas lo haga descender gradualmente. ^{[ 3 ]}

Los globos de superpresión ofrecen una autonomía de vuelo de meses, en lugar de días. De hecho, en condiciones normales, una misión con globo de superpresión desde la Tierra finaliza con una orden del control terrestre para abrir la envoltura, y no por una fuga natural de gas.

Los globos de gran altitud se utilizan como vehículos de gran altura para transportar instrumentos científicos (como globos meteorológicos ) o alcanzar altitudes cercanas al espacio para tomar imágenes o fotografías de la Tierra. Estos globos pueden volar a más de 30,5  km (100 000 pies) de altura y están diseñados para explotar a una altitud determinada, donde el paracaídas se desplegará para transportar la carga útil de regreso a la Tierra de forma segura. ^{[ 4 ]}

El vuelo en grupo de globos utiliza muchos globos más pequeños llenos de gas.

Los primeros globos aerostáticos no podían mantenerse en el aire durante mucho tiempo debido a su alto consumo de combustible, mientras que los primeros globos de hidrógeno eran difíciles de elevar o descender según se deseara, ya que el aeronauta solo podía liberar el gas o soltar lastre un número limitado de veces. Pilâtre de Rozier comprendió que, para un vuelo de larga distancia como el cruce del Canal de la Mancha , el aeronauta necesitaría aprovechar las diferentes direcciones del viento a distintas altitudes. Por lo tanto, sería esencial tener un buen control de la altitud y, al mismo tiempo, poder mantenerse en el aire durante mucho tiempo. Desarrolló un globo combinado con dos bolsas de gas: el globo Rozier . La superior contenía hidrógeno y proporcionaba la mayor parte de la sustentación constante. La inferior contenía aire caliente y podía calentarse o enfriarse rápidamente para proporcionar la sustentación variable necesaria para un buen control de la altitud.

En 1785, Pilâtre de Rozier despegó en un intento de cruzar el Canal de la Mancha, pero al poco tiempo de vuelo la bolsa de hidrógeno se incendió y De Rozier no sobrevivió al accidente. Esto le valió a De Rozier el título de "El primero en volar y el primero en morir".

No fue hasta la década de 1980 cuando se desarrolló la tecnología que permitió el funcionamiento seguro de los helicópteros tipo Rozier, por ejemplo, mediante el uso de helio no inflamable como gas de elevación, y varios diseños han realizado con éxito vuelos de larga distancia.

Como alternativa al vuelo libre, un globo puede sujetarse con una cuerda para permitir despegues y aterrizajes fiables en el mismo lugar. Algunos de los primeros vuelos en globo se realizaron con cuerdas por motivos de seguridad, y desde entonces se han utilizado con diversos fines, como la observación militar y el bombardeo aéreo, así como para usos meteorológicos y comerciales.

La forma esférica natural de un globo es inestable con vientos fuertes. Los globos cautivos, diseñados para usarse en condiciones de viento, suelen estabilizarse mediante un diseño aerodinámico y se conectan al cable mediante un sistema de sujeción. Estos se denominan globos cometa .

Un globo cometa se distingue de un kytoon , que obtiene parte de su sustentación aerodinámicamente.

Los globos aerostáticos no tripulados se mencionan en la historia china. Zhuge Liang del reino Shu Han , en la era de los Tres Reinos (220-280 d. C.) usó linternas aéreas para señalización militar. Estas linternas se conocen como linternas Kongming ( Kǒngmíng dēng孔明灯). ^{[ 5 ] [ 6 ]} El ejército mongol aprendió de la linterna Kongming de los chinos y la usó en la batalla de Legnica durante la invasión mongola de Polonia. ^{[ 7 ]} En su obra „Il volare non e imposible come fin hora universalmente e stato creduto” (“Volar no es imposible, como se creía comúnmente hasta ahora”), el noble y científico polaco Tytus Boratyni presentó el concepto de vuelo usando un gas más ligero que el aire. ^{[ 8 ]} En 1709, el clérigo brasileño-portugués Bartolomeu de Gusmão hizo que un globo lleno de aire caliente se elevara dentro de una habitación en Lisboa . El 8 de agosto de 1709, en Lisboa, Gusmão logró elevar un pequeño globo de papel con aire caliente a unos cuatro metros frente al rey Juan V y la corte portuguesa ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} También afirmó haber construido un globo llamado Passarola ( Gran pájaro ) e intentó elevarse desde el Castillo de San Jorge en Lisboa, aterrizando a aproximadamente un kilómetro de distancia. Sin embargo, la afirmación de esta hazaña sigue siendo incierta, aunque existe un registro de este vuelo en la fuente utilizada por la FAI , la distancia exacta y las condiciones del vuelo no están confirmadas. ^{[ 15 ]}

Tras el trabajo de Henry Cavendish sobre el hidrógeno en 1766 , Joseph Black propuso que un globo lleno de hidrógeno sería capaz de elevarse en el aire.

El primer vuelo tripulado registrado se realizó en un globo aerostático construido por los hermanos Montgolfier el 21 de noviembre de 1783. ^{[ 15 ]} El vuelo partió de París y alcanzó una altura de unos 500 pies. Los pilotos, Jean-François Pilâtre de Rozier y François Laurent d'Arlandes , recorrieron aproximadamente 5,5 millas (8,9 km) en 25 minutos. 

El 1 de diciembre de 1783, el profesor Jacques Charles y los hermanos Robert realizaron el primer vuelo en globo de gas, también desde París. Su globo lleno de hidrógeno ascendió a casi 600  metros (2000  pies), se mantuvo en el aire durante más de dos horas y recorrió una distancia de 43  kilómetros (27  millas), aterrizando en la pequeña localidad de Nesles-la-Vallée .

El primer ascenso en globo en Italia lo realizaron el conde Paolo Andreani y otros dos pasajeros en un globo diseñado y construido por los tres hermanos Gerli, el 25 de febrero de 1784. Una demostración pública tuvo lugar en Brugherio unos días después, el 13 de marzo de 1784, cuando el vehículo voló a una altura de 1537  metros (5043  pies) y una distancia de 8  kilómetros (5,0  millas). ^{[ 16 ]} El 28 de marzo, Andreani recibió una ovación de pie en La Scala y, posteriormente, una medalla de José II, emperador del Sacro Imperio Romano Germánico .

De Rozier, junto con Joseph Proust , participó en otro vuelo el 23 de junio de 1784, en una versión modificada del primer globo de los Montgolfier, bautizado como La Marie-Antoinette en honor a la reina. Despegaron frente al rey de Francia y al rey Gustavo III de Suecia. El globo voló hacia el norte a una altitud de aproximadamente 3000 metros, por encima de las nubes, recorriendo 52  km en 45 minutos antes de que el frío y las turbulencias los obligaran a descender pasando Luzarches , entre Coye y Orry-la-Ville , cerca del bosque de Chantilly.

El primer ascenso en globo en Gran Bretaña lo realizó James Tytler el 25 de agosto de 1784 en Edimburgo , Escocia, a bordo de un globo aerostático .

El primer desastre aéreo ocurrió en mayo de 1785, cuando la ciudad de Tullamore , en el condado de Offaly , Irlanda, sufrió graves daños al estrellarse un globo aerostático que provocó un incendio que arrasó unas 100 casas, convirtiéndose así en el escenario del primer desastre aéreo de la historia . Hasta el día de hoy, el escudo de la ciudad representa un fénix resurgiendo de las cenizas.

Tras estos primeros vuelos, se publicaron varias obras tempranas sobre el uso de globos aerostáticos, empleando el término, ahora obsoleto, de aeroestación para referirse a la construcción, operación y navegación de globos. La obra de Tiberius Cavallo , *Historia y práctica de la aeroestación*, se publicó en 1785. ^{[ 17 ]} El dramaturgo Frederick Pilon escribió una obra de teatro titulada *Aeroestación* en 1785. ^{[ 18 ]} Se publicaron otros libros sobre el tema, que también se referían a él como aeroestación, ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} incluyendo uno de Monck Mason . ^{[ 22 ]}

Jean-Pierre Blanchard realizó el primer vuelo tripulado en globo en América el 9 de enero de 1793, tras recorrer Europa y establecer el récord del primer vuelo en globo en países como los Países Bajos austríacos , Alemania, los Países Bajos y Polonia . Su globo, lleno de hidrógeno, despegó del patio de una prisión en Filadelfia , Pensilvania. El vuelo alcanzó los 1770  metros  (5800  pies) y aterrizó en el condado de Gloucester, Nueva Jersey . El presidente George Washington se encontraba entre los invitados que presenciaron el despegue. Sophie Blanchard , esposa de Jean-Pierre, fue la primera mujer en pilotar su propio globo y la primera mujer en dedicarse profesionalmente a la aerostación. ^{[ 23 ]}

El 29 de septiembre de 1804, Abraham Hopman se convirtió en el primer holandés en realizar un vuelo en globo exitoso en los Países Bajos . ^{[ 24 ]}

Los globos de gas se convirtieron en el tipo más común desde la década de 1790 hasta la de 1960. El globo de observación militar francés L'Intrépide de 1795 es la aeronave conservada más antigua de Europa; se exhibe en el Museo de Historia Militar de Viena. Julio Verne escribió un relato corto, de no ficción, publicado en 1852, sobre quedar varado a bordo de un globo de hidrógeno. ^{[ 25 ]}

El primer vuelo exitoso en globo registrado en Australia fue realizado por William Dean en 1858. Su globo estaba lleno de gas y recorrió 30  km con dos personas a bordo. ^{[ 26 ]} El 5 de enero de 1870, T. Gale ascendió desde The Domain en Sídney. Su globo medía 17 metros de largo por 31 metros de circunferencia y su ascenso, con él sentado en la red, lo llevó aproximadamente una milla antes de aterrizar en Glebe. ^{[ 27 ]}

Henri Giffard también desarrolló un globo aerostático amarrado para pasajeros en 1878 en el Jardín de las Tullerías en París. El primer globo aerostático amarrado de la época moderna fue fabricado en Francia, en el Castillo de Chantilly, en 1994 por Aerophile SA .

El vuelo en globo se desarrolló como una actividad de ocio. Recibió un impulso significativo cuando Charles Green descubrió que el gas de carbón , fácilmente disponible y que por entonces comenzaba a utilizarse en las ciudades, proporcionaba la mitad de la fuerza de elevación del hidrógeno, que debía fabricarse especialmente. En 1836, Green realizó un vuelo de larga distancia de casi 800 kilómetros desde Londres, Inglaterra, hasta Weilberg , Alemania. ^{[ 28 ]}

El primer uso militar de un globo aerostático tuvo lugar en la batalla de Fleurus en 1794, cuando el Cuerpo Aerostático francés utilizó el globo L'Entreprenant para vigilar los movimientos del enemigo. El 2 de abril de 1794 se creó un cuerpo de aeronautas en el ejército francés; sin embargo, debido a los problemas logísticos relacionados con la producción de hidrógeno en el campo de batalla (que requería la construcción de hornos y el vertido de agua sobre hierro al rojo vivo), el cuerpo fue disuelto en 1799.

El primer uso importante de globos aerostáticos en el ámbito militar tuvo lugar durante la Guerra Civil Estadounidense, con la creación del Cuerpo de Globos Aerostáticos del Ejército de la Unión en 1861.

Durante la Guerra del Paraguay (1864-1870), el Ejército brasileño utilizó globos de observación .

Los Ingenieros Reales Británicos utilizaron globos aerostáticos en 1885 con fines de reconocimiento y observación durante la Expedición a Bechuanalandia y la Expedición a Sudán . Aunque en Gran Bretaña se habían realizado experimentos ya en 1863, no se estableció una Escuela de Globos Aerostáticos en Chatham, Medway, Kent, hasta 1888. Durante la Guerra Anglo-Bóer (1899-1902), se utilizaron globos de observación. Un globo de 330 m³ (11 500 pies cúbicos ) ^se mantuvo inflado durante 22 días y marchó 265 kilómetros (165 millas) hasta Transvaal con las fuerzas británicas. ^{[ 29 ]} 

Los globos llenos de hidrógeno se utilizaron ampliamente durante la Primera Guerra Mundial (1914-1918) para detectar movimientos de tropas enemigas y dirigir el fuego de artillería. Los observadores transmitían sus informes por teléfono a los oficiales en tierra, quienes a su vez transmitían la información a quienes la necesitaban. Los globos eran frecuentemente blanco de la aviación enemiga. Los aviones asignados para atacar globos enemigos solían estar equipados con balas incendiarias para prender fuego al hidrógeno.

La insignia de aeronauta fue establecida por el Ejército de los Estados Unidos durante la Primera Guerra Mundial para distinguir a los miembros del servicio que eran pilotos de globos aerostáticos calificados. Los globos de observación se mantuvieron en uso mucho después de la Gran Guerra, utilizándose en las guerras ruso-finlandesas, la Guerra de Invierno de 1939-40 y la Guerra de Continuación de 1941-45.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los japoneses lanzaron miles de globos incendiarios de hidrógeno contra Estados Unidos y Canadá. En la Operación Outward, los británicos utilizaron globos para transportar bombas incendiarias a la Alemania nazi . En 2018, se lanzaron globos y cometas incendiarias desde Gaza hacia Israel, quemando unas 12 000 dunams (3000 acres) en territorio israelí. ^{[ 30 ]}

El gobierno surcoreano y activistas privados que abogan por la libertad en Corea del Norte utilizan grandes globos de helio . Estos globos flotan cientos de kilómetros a través de la frontera, transportando noticias del exterior, radios ilegales, divisas y obsequios de artículos de higiene personal. Un oficial militar norcoreano lo describió como "guerra psicológica" y amenazó con atacar Corea del Sur si continuaban soltándolos. ^{[ 31 ] [ 32 ]}

A finales de la década de 1950, Ed Yost rediseñó el globo aerostático utilizando telas de nailon antidesgarro y quemadores de propano de alta potencia para crear el globo moderno. Su primer vuelo, que duró 25 minutos y recorrió 5 km (3  millas )   , tuvo lugar el 22 de octubre de 1960 en Bruning, Nebraska . El diseño mejorado de Yost impulsó el movimiento moderno de globos deportivos. Hoy en día, los globos aerostáticos son mucho más comunes que los globos de gas.

A finales de la década de 1970, el aeronauta británico Julian Nott construyó un globo aerostático utilizando tecnologías que, según él, habrían estado disponibles para la cultura Nazca del Perú entre 1500 y 2000 años antes, y demostró que podía volar. ^{[ 33 ]} Y nuevamente en 2003, ^{[ 34 ]} Nott especuló que los Nazca podrían haberlo utilizado como herramienta para diseñar las Líneas de Nazca . ^{[ 33 ]} Nott también fue pionero en el uso de la energía híbrida , donde la energía solar es una fuente de calor significativa, y en 1981 cruzó el Canal de la Mancha . ^{[ 35 ]}

Los globos aerostáticos anclados se han instalado como atracciones en París desde 1999, en Berlín desde 2000, en Disneyland París desde 2005, en el Parque de Animales Salvajes de San Diego desde 2005, en Walt Disney World en Orlando desde 2009, y el globo de DHL en Singapur desde 2006. Los globos aerostáticos anclados modernos son fabricados por Aerophile SAS .

Los globos aerostáticos utilizados en vuelos deportivos a veces se fabrican con diseños especiales para publicitar una empresa o un producto, como el extintor de incendios Chubb que se muestra en la ilustración.