In 16000 m Höhe

Am 27. Mai vor 95 Jahren wagten der Schweizer Wissenschaftler Auguste Antoine Picard und sein Assistent Paul Kipfer eine bemannte Ballonfahrt bis in die Stratosphäre. Neben einer Vielzahl wissenschaftlicher Erkenntnisse wurde dabei auch ein Höhenrekord aufgestellt.

?In 16000 m Höhe?, so titelte das Berliner Tageblatt am 29. August 1930 seinen Artikel über den geplanten Ballonaufstieg von Auguste Picard und Paul Kipfer. Der in Basel geborene Piccard forschte und lehrte seit 1922 an der Université libre de Bruxelles (der Freien Universität Brüssel), und entwickelte in seiner wissenschaftlichen Laufbahn ein Interesse an den damals weitgehend unerforschten höheren Schichten der Atmosphäre. Hauptziel der Ballon-Expedition war die Vermessung kosmischer Höhenstrahlung, um Rückschlüsse auf deren Herkunft ziehen zu können. Die Planung dieser Experimente wurde mitunter mit Albert Einstein koordiniert, dessen Bekanntschaft Piccard auf den renommierten Solvay-Konferenzen machte. Ebenfalls sollten atmosphärische Parameter wie Luftdruck und Temperatur vermessen werden.

Luftdruck und Temperatur waren auch die zwei maßgeblichen zu beachtenden Parameter in der Planung der Ballonfahrt. Für einen bemannten Aufstieg in angepeilte Höhen um 16 km musste eine Druckkapsel mit Sauerstoffzufuhr gebaut werden, da der Atmosphärendruck in solchen Höhen nur noch etwa ein Zehntel des Luftdrucks auf Meereshöhe beträgt. Dadurch sinkt der Sauerstoffpartialdruck so stark ab, dass ohne technische Unterstützung eine ausreichende Sauerstoffaufnahme über die Lunge nicht mehr möglich ist. Zusätzlich treten vielfältige weitere physiologische Effekte des niedrigen Umgebungsdrucks auf. Die Kapsel musste den Ballonfahrern zudem das Regulieren der Temperatur ermöglichen, da die Temperatur in der Troposphäre und somit über mehr als 12 km auf weniger als -60 °C abnimmt.

Die Tropopausenhöhe weist eine signifikante geographische, saisonale, und höhenströmungsabhängige Variabilität auf, die obige Abschätzung beruht deshalb auf:
dem 48sten Breitengrad, auf dem sich Augsburg als gewählter Startpunkt von Piccards Ballonfahrt befindet

dem 27. Mai und damit dem heutigen Tag vor 95 Jahren als saisonale Einordnung

der Tatsache dass stabile Hochdrucklagen auch damals als bessere Ballonfahrtbedingungen angesehen wurden als beispielsweise einem Sturmtief

In dem Temperaturprofil aus dem deutschen hochaufgelösten ICON-D2 Modell für die dieser Tage in Deutschland herrschende stabile Hochdrucklage veranschaulicht ? die Linien gleicher Temperatur sind die abgebildeten Diagonalen ? wie die Temperatur heute früh über Augsburg bis zur Tropopause auf unter -60 °C fällt, bevor sie dann in der sehr stabil geschichteten Stratosphäre allmählich wieder zunimmt. Die niedrigen Temperaturen in diesen Höhen ergeben sich unter anderem daraus, dass bei der geringen Luftdichte kaum Wärme gespeichert oder durch Konvektion transportiert wird. Gleichzeitig ist die solare Einstrahlung aufgrund der geringen atmosphärischen Abschwächung durch Absorption und Streuung vergleichsweise intensiv. Die Aluminiumkapsel stellte dabei einen effizienten Absorber für Strahlungsenergie dar. Deshalb wurde eine Seite der Kapsel schwarz und die andere weiß lackiert, sodass sich die Temperatur durch das Ausrichten relativ zur Sonne gezielt regulieren ließ.

Der Bau der Kapsel gestaltete sich mitunter auch dahingehend als spannend und ungewiss, da kein klassischer Luftfahrtbetrieb oder ein vergleichbares Unternehmen die Verantwortung für die Zuverlässigkeit einer solchen Konstruktion übernehmen wollte. Schlussendlich wurde der Bau der Aluminiumkapsel, zwei Meter im Durchmesser und mit zwei Bullaugen, von einem belgischen Metallbearbeitungsbetrieb übernommen, dessen dahingehende Expertise wohl in erster Linie aus der Herstellung von Bierfässern stammte.

Die Ballonfahrt war also mit großer Sorgfalt vorbereitet worden (Piccard selbst nannte seine Pionierfahrten ?aventures exactes?- exakte Abenteuer), und bereits im Spätsommer 1930 sollte der Flug stattfinden. Doch verschiedene widrige Umstände wie ungünstige Wetterbedingungen oder fehlende behördliche Bewilligungen verzögerten den Aufstieg. Dennoch herrschte Zuversicht in der öffentlichen Darstellung, so schrieb das Berliner Tageblatt: ?Er [Piccard] hat Wissen und Erfahrung, Mut und Entschlossenheit ? nur die behördliche Bewilligung hat er noch nicht. Man kann füglich annehmen, dass sein kühnes Unternehmen nicht an einem Paragraphen scheitern wird.? Eine andere Zeitung schreibt: ?Es kann wohl angenommen werden, dass diese Bewilligung nicht mehr lange auf sich warten lassen wird. Und dann wird Professor Piccard seine Fahrt, die alle Phantasien von Jules Verne übertrifft, antreten können.?

Ende Mai 1931 findet die Ballonfahrt dann schlussendlich statt. 15.781 Meter über dem Meeresspiegel erreichen Piccard und Kipfer in ihrer Kapsel, und stellen somit, auch wenn das keineswegs ihre Motivation war, einen neuen Höhenrekord der bemannten Luftfahrt auf. Viele der vorbereiteten Messungen können erfolgreich durchgeführt werden, als allerdings der Abstieg ansteht stellt, sich heraus, dass das Ventil für das kontrollierte Ablassen des Wasserstoffs aus dem Ballon nicht richtig funktioniert. Piccard selbst kommentierte diese Umstände relativ gelassen mit der Aussage ?[?] mit jedem Ballon kommt man runter; man kennt keinen Fall, wo ein Ballon oben geblieben wäre. Aber? es dauert ziemlich lange.? Damit meinte er, dass die Ballonfahrer bis nach Sonnenuntergang warten mussten, damit sich der Wasserstoff abkühlte. Durch die höhere Dichte des Gases verringerte sich der Auftrieb, sodass der Ballon allmählich von selbst sank und nach etwa 18 Stunden Flugzeit vergleichsweise sanft auf einer Schneedecke in den Tiroler Alpen aufsetzte.

Dr. rer. nat. Thorsten Kaluza (Meteorologe)

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 27.05.2026