xs
xsm
sm
md
lg

บอลลูนกับวิทยาการเคมีของก๊าซ (1)

เผยแพร่:   โดย: สุทัศน์ ยกส้าน


ประวัติศาสตร์ได้บันทึกว่า เมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน พ.ศ. 2326 (รัชสมัยสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช) มนุษย์ได้เดินทางในอากาศเป็นครั้งแรกด้วยบอลลูน โดย Pilate de Rozier ผู้อำนวยการของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ในปารีส กับ Marquis d' Arlandes ผู้เป็นนายทหารผู้ใกล้ชิดของพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 แห่งฝรั่งเศส ได้เดินทางจากสวน Chateau de la Muette ในกรุงปารีสถึง Fontainbleau ที่อยู่ไกลออกไป 8 กิโลเมตร โดยใช้เวลา 25 นาที ด้วยบอลลูนที่สร้างขึ้นด้วยฝีมือของสองพี่น้องตระกูล Mongolfier ชื่อ Joseph - Michel และ Jacques - Etienne

การเดินทางที่เป็นประวัติศาสตร์ครั้งนั้น นอกจากจะแสดงความสำเร็จของนักเทคโนโลยีในการประดิษฐ์ยานที่สามารถลอยในอากาศได้แล้ว สิ่งประดิษฐ์ยังทำให้ประชาชนตระหนักในความสำคัญของวิชาเคมีในเรื่องที่เกี่ยวกับคุณสมบัติของก๊าซด้วย

การศึกษาประวัติของตระกูล Montgolfier ทำให้เรารู้ว่า สองพี่น้องตระกูลนี้อาศัยที่เมือง Annonay ซึ่งอยู่ใกล้เมือง Lyons และสนใจเรื่องการบินมาก หลังจากที่ได้เห็นถุงกระดาษที่บรรจุควันไฟว่าสามารถลอยในอากาศได้ คนทั้งสองจึงเริ่มทดลองใช้ถุงกระดาษที่มีขนาดใหญ่ขึ้นๆ และใช้ควันไฟร้อนปริมาณมากขึ้นๆ และก็ได้พบว่า ถุงกระดาษขนาดใหญ่ที่บรรจุควันร้อนเหล่านั้นยังสามารถลอยได้อีก ดังนั้น เมื่อถึงวันที่ 4 มิถุนายน พ.ศ. 2326 คนทั้งสองจึงนำสิ่งประดิษฐ์ที่ทำด้วยผ้าลินิน และตัดเย็บเป็นทรงกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 เมตร และหนัก 225 กิโลกรัม มาแสดงสาธิตการลอยให้ชาวเมือง Annonay ดูโดยได้ปล่อยควันร้อนเข้าบอลลูนจนเต็ม ผลปรากฏว่า บอลลูนลูกนั้นลอยได้นานประมาณ 10 นาที ไปตกห่างจากสถานที่ปล่อย 2.4 กิโลเมตร ข่าวความสำเร็จนี้ได้ทำให้คนฝรั่งเศสและชาวยุโรปอื่นๆรู้สึกตื่นเต้นมาก

อีก 2 เดือนต่อมา Jacques Charles (นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสผู้พบกฎของ Charles ที่เกี่ยวกับก๊าซอุดมคติ) ได้ทดลองสร้างบอลลูนในลักษณะเดียวกันนี้บ้าง แต่ใช้ก๊าซไฮโดรเจนแทนควันไฟ เพราะ Charles รู้ว่าไฮโดรเจนเบากว่าอากาศและควันไฟของ Montgolfier แต่เขาพบในเวลาต่อมาว่าก๊าซไฮโดรเจนได้ซึมผ่านเนื้อผ้าลินินไปบ้าง บอลลูนจึงลอยไปได้ไม่ไกล เขาจึงปรับปรุงเทคนิคการทำบอลลูนใหม่ โดยใช้ผ้าไหมแทนผ้าลินิน แล้วเคลือบเนื้อผ้าไหมด้วยยาง ส่วนก๊าซไฮโดรเจนที่เขาจำเป็นต้องใช้นั้น Charles ได้จากการใช้กรดกำมะถันทำปฏิกิริยากับผงตะไบเหล็ก บอลลูนของ Charles ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 4.2 เมตร ต้องการเวลาในการเตรียมก๊าซไฮโดรเจน จากกรดกำมะถัน 220 กิโลกรัม และเหล็ก 440 กิโลกรัม นานหลายวัน และในวันที่ 27 สิงหาคม พ.ศ. 2326 บอลลูนของ Charles ก็ลอยขึ้นที่ Champs de Mars และลอยอยู่นาน 45 นาที แล้วตกในทุ่งนาใกล้เมือง Gonesse ที่อยู่ห่างออกไป 24 กิโลเมตร การเห็นสิ่งประหลาดตกจากฟ้าในเวลากลางวันแสกๆ ทำให้ชาวบ้านตกใจกลัวมาก จึงวิ่งกรูเข้าทุบตีบอลลูนจนพังยับเยิน

อีก 3 สัปดาห์ต่อมาสองพี่น้อง Montgolfier ก็ได้ทดลองปล่อยบอลลูนลูกใหม่ที่พระราชวัง Versailles ต่อหน้าพระพักตร์ของพระเจ้า Louis ที่ 16 โดยใช้ควันไฟร้อนอีก แต่ในการลอยครั้งนั้น คนทั้งสองได้นำตะกร้าติดที่ตัวบอลลูน แล้วเอาไก่ แกะ เป็ดอย่างละตัวใส่ในตะกร้า ตัวบอลลูนที่มีสีสดใสสามารถลอยได้ไกล 3 กิโลเมตร และนำสัตว์ทั้ง 3 ตัว ลงดินได้อย่างปลอดภัย

เมื่อสัตว์สามารถเดินทางในอากาศได้ มนุษย์ก็รู้ทันทีว่าตนสามารถเดินทางในอากาศด้วยบอลลูนได้เช่นกัน ดังนั้น เมื่อถึงเดือนตุลาคม Montgolfier จึงจัดให้ de Rozier นั่งในตะกร้าลอยขึ้นไปกับบอลลูนที่มีเชือกผูกโยงตะกร้าไว้ไม่ให้ลอยไกล ผลปรากฏว่าบอลลูนลอยได้สูง 25 เมตร เป็นเวลานาน 4 นาที และเมื่อถึงวันที่ 21 พฤศจิกายน ชื่อของ de Rozier กับ d' Arlandes ก็ได้รับการจารึกในประวัติศาสตร์การบิน

ถึงกระนั้น Charles ก็ไม่ยอมแพ้ เขากับเพื่อนชื่อ M.N. Robert ได้โดยสารบอลลูนที่ภายในบรรจุก๊าซไฮโดรเจน ออกเดินทางจากปารีสไป Nesle เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2326 การเดินทางที่นาน 2 ชั่วโมงครั้งนั้นได้ระยะทางไกล 43 กิโลเมตร และบอลลูนขึ้นสูง 3 กิโลเมตร

นับแต่นั้นมา ชาวยุโรปก็ใช้บอลลูนในการเดินทางหลายครั้ง เช่น ในวันที่ 10 มกราคม พ.ศ. 2327 Joseph Montgolfier พร้อมผู้โดยสารอีก 3 คน ได้เดินทางด้วยบอลลูนควันร้อนที่สูง 60 เมตร และมีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 13 เมตร เป็นเวลานาน 17 นาที บอลลูนลอยขึ้นสูง 1 กิโลเมตร

เมื่อถึงเดือนสิงหาคม 2328 Guyon de Moreau นักเคมีชาวฝรั่งเศสกับเพื่อนได้ขึ้นบอลลูน เพื่อสำรวจอุณหภูมิและความดันบรรยากาศที่ระดับสูง 3 กิโลเมตร เหนือผิวโลก อีก 6 เดือนต่อมา Jean Pierre Blanchard ชาวฝรั่งเศสกับ John Jeffries ชาวอเมริกันก็ประสบความสำเร็จในการเดินทางจาก Dover ในอังกฤษข้ามช่องแคบอังกฤษถึง Calais ในฝรั่งเศสเป็นครั้งแรก

ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่นี้ ทำให้รัฐบาลฝรั่งเศสมอบหมายให้ Antoine Lavoisier นักเคมีผู้ยิ่งใหญ่วิจัยหาวิธีพัฒนาเทคโนโลยีการสร้างบอลลูน ส่วนคนอังกฤษไม่รู้สึกยินดียินร้าย หรือกระตือรือร้นกับความสำเร็จนี้เลย เพราะคิดว่าบอลลูนไม่มีประโยชน์ใดๆ แต่อีกไม่นานทุกคนก็เริ่มตระหนักความสำคัญเชิงสงครามของบอลลูน เมื่อ Benjamin Franklin ได้พบว่า ทหารที่อยู่ในบอลลูนสามารถทิ้งระเบิดใส่ข้าศึกเบื้องล่างได้ และปืนใหญ่จากพื้นดินไม่สามารถทำอันตรายใดๆ ต่อบอลลูนได้เลย เพราะบอลลูนลอยสูงมาก นอกจากนี้โสหุ้ยในการสร้างบอลลูน 5,000 ลูก ที่แต่ละลูกสามารถบรรทุกผู้โดยสารได้ 2 คนนั้นก็ถูกกว่าการสร้างเรือ 5 ลำเสียอีก

การพัฒนาบอลลูนให้มีประสิทธิภาพและสมรรถภาพมากขึ้นจึงเกิดขึ้น แต่ไม่มีใครในสมัยนั้นล่วงรู้แม้แต่น้อยว่า การพัฒนานี้ได้ทำให้ความเข้าใจของมนุษย์เรื่องสสารต้องเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย

สุทัศน์ ยกส้าน ผู้เชี่ยวชาญพิเศษ สสวท

กำลังโหลดความคิดเห็น