К моменту встречи в 1894 г. Норденшельда и Андрэ идея путешествия к Северному полюсу на воздушном шаре была не нова. Уже в 1783 г. братья Монгольфье и Чарльз Бэрели преуспели в деле запуска летательных аппаратов, а француз Жирар де Бюссон высказал идею перелета к полюсу на воздушном шаре [6 ]. В середине 1840‑х г г. Дюпюи—Делькур предложил французскому министру труда план путешествия на воздушном шаре к полюсу. Но за этим предложением ничего не последовало. В течение четырех последующих десятилетий были представлены разнообразные более или менее реалистичные проекты, в основном — во Франции. Ни один из этих проектов не был реализован, главным образом из–за финансовых проблем. Некоторые из этих ранних проектов кратко рассмотрим ниже.
В 1866 г. немец Е. Мейссель, учитель из Киля, представил развернутый план путешествия на Северный полюс на «Розьере» («Roziere») [7 ]. Часть шара, заполненная водородом, имела объем 22000 м 3, а дополнительная часть, работавшая на горячем воздухе, составляла 3750 м 3. Горячий воздух во второй части конструкции поддерживался за счет подогрева горелкой. Взяв за основу для расчетов расстояние в 10300 км, Мейссель считал, что путешествие к Северному полюсу должно занять 7,5 дней, а перелет по всему маршруту — 24 дня. Средняя скорость у Мейсселя составляла 5 м/с (430 км/день). В экспедиции планировалось участие двенадцати человек, запасы были рассчитаны на 40 дней. Мейссель не занимался вопросами метеорологии, его интересовал только аэростат.
В конце 1860‑х и начале 1870‑х г г. французы Ламбер, Зильберман и Тридон представили общие идеи по поводу полярных путешествий. Гораздо интереснее план (1872 г.) французского воздухоплавателя Теодора Сивеля. Его проект был наиболее проработан и сразу привлек к себе внимание. Французское общество аэронавигации в Париже назначило специальную комиссию по рассмотрению данного проекта. По большинству аспектов комиссия поддержала Сивеля [8 ]. Он хотел использовать водородный шар объемом от 15000 до 18000 м 3. Предполагалось, что шар мог находиться в воздухе в течение нескольких месяцев благодаря так называемому «возместителю» («сompensateur»). Это приспособление, помещенное по периметру нижней части шара, находилось в герметичном кольце, заполненном обычным воздухом. Это кольцо должно поддерживать шар на постоянной высоте. Кроме того, должен был использоваться гайдроп (канат) для контроля за движением шара по вертикали.
По заключению комиссии, погода в районе полюса была благоприятна для полетов на воздушном шаре. Летом солнце стояло над линией горизонта все 24 часа. Колебания температуры обычно были незначительными. Воздушные потоки двигались в одном направлении со средней скоростью 3 м/с. Это позволило бы преодолевать в среднем около 260 км/день, продолжительность путешествия длиной около 5000 км составила бы 20 дней. Технология производства воздушных шаров того времени позволяла сконструировать шар, который бы не терял более 1/150 части (0,6%) от его объема в день.
Французский метеоролог Шарль Гадд был единственным, кто высказался против проекта Сивеля. Он рекомендовал Географическому обществу не оказывать поддержку проекту: слишком мало было известно о ветрах и погодных условиях в центральной части полярной области [9 ]. Проект Сивеля так и не был реализован.
Затем прошло около 20 лет, когда был выдвинут другой французский полярный проект. В это время, с 1877 по 1879 г. г., англичанин Джон П. Чейн представил достаточно общий вариант идеи путешествия к Северному полюсу на трех воздушных шарах, наполненных водородом и соединенных вместе в один летательный аппарат [10 ]. Практические тесты быстро показали, что для дальнейшего развития проекта требовались серьезные доработки. В 1882 г. Чейн пытался реализовать свой проект в Северной Америке, но там он не получил достаточную поддержку и был быстро забыт [11 ].
В 1890 г. во Франции воздухоплаватели Гюстав Эрмит и Жорж Безансон в очередной раз высказали идею перелета к Северному полюсу на воздушном шаре [12 ]. Путешествие к полюсу со средней скоростью 5 м/с (432 км/день) должно было продлиться 5–6 дней. После экспедиции на полюс планировались полеты в Азию или Северную Америку. Все путешествие расстоянием в 5200 км должно было занять 10–12 дней. Местом старта был выбран Свальбард. Воздушный шар Эрмита и Безансона должен был иметь объем 15000 м 3, внутри основной оболочки находился шар объемом 3000 м 3, соединенный с системой трубок. Идея этой системы в том, чтобы изменение давления газа в основном шаре позволяло бы выталкивать или втягивать газ по трубкам между двумя шарами, при этом оставляя газ внутри системы. По периметру шара были пристегнуты 16 маленьких шаров, каждый объемом 180 м 3, которые по необходимости служили источниками для пополнения газа в основной оболочке. Воздушный шар был оснащен гайдропом, предназначенным для стабилизации шара на определенной высоте. Шар нес большую гондолу, вмещавшую экипаж, оборудование и 8 ездовых собак.
Критики проекта указывали на недостаточность информации о полярной погоде, включая данные о движении воздушных потоков [13 ]. Кроме того, осадки — снег или изморозь — могли серьезно замедлить подъем.
Эрмит считал, что необходимо получить больше информации о погодных условиях в северных регионах до начала основной экспедиции. Для этой цели планировалась отправка специальной предварительной экспедиции на Свальбард. Уровень утечки газа и другие характеристики полярного воздушного шара должны были быть получены заранее — в процессе испытаний шара меньшего размера на Средиземном море.
Эрмит также упоминал внедренный Ренуаром «девиатор» («deviateur»), который, возможно, мог быть использован для управления шаром. Девиатор состоял из гайдропа и паруса. Гайдроп, волочась по земле, тормозил движение шара, тогда как парус под действием ветра толкал аэростат в нужном направлении. Этот способ управления, аналогичный управлению парусным судном, позже пытался использовать Андрэ.
Воздухоплаватели понимали, что необходимо заранее испытать оборудование воздушного шара, которое будет использоваться в перелете, чтобы уменьшить опасность такой экспедиции. Из этого плана ничего не вышло: приблизительная стоимость проекта составила около 600 000 франков, это и сыграло решающую роль.
В 1897 г., когда экспедиция Андрэ на полюс уже началась, два опытных воздухоплавателя, Луи Годар и Эдуард Сюркуф, представили новый французский проект [14 ]. Подготовительные работы велись с 1893 г. Время полета на полюс и обратно должно было занять от 12 до 15 дней со средней скоростью движения шара 6–10 м/с (518–864 км/день), а расстояние — около 6200 км. Воздушный шар должен был иметь объем 11000 м 3 . Ежедневная утечка газа приблизительно была рассчитана как 1,5% от общего объема шара. К нижней части большого шара должны были присоединяться 12 шаров меньшего объема, по 250 м 3 каждый. Таким образом, планировалось иметь 3000 м 3 дополнительного запаса газа, который мог пополнять газ после утечки из основного шара. Гайдроп должен поддерживать шар на определенной высоте. В экспедиции предполагалось участие 4–5 человек, запасы продовольствия рассчитывались на 120 дней.
Парижское общество воздухоплавателей поддержало этот проект. Но он был дорогим (стоимость — около 225000 франков), и в итоге необходимые инвестиции так и не были привлечены. Как и их предшественники, Годар и Сюркуф акцентировали внимание на утечке газа, возникавшей при вертикальных перемещениях шара.
Итак, во второй половине XIX столетия было сравнительно много конкретных проектов полета на воздушном шаре к Северному полюсу. Самыми интересными были три французских проекта: Сивеля (1872 г.), Эрмита и Безансона (1890 г.), Годара и Сюркуфа (1897 г.).
Стоит сказать, что эти три проекта были сходны по своим основным техническим параметрам: предлагались воздушные шары большого размера с минимальной утечкой газа, а также компенсация (с помощью специального оборудования) утечки газа, вызванной изменением высоты полета шара. Расчет расстояния у Сивеля составил 4500 км, у Эрмита и Безансона — 5200 км, у Годара и Сюркуфа — около 6000 км. Средняя расчетная скорость: у Сивеля — 3 м/с, Эрмита и Безансона — 5 м/с, у Годара и Сюркуфа — около 6–10 м/с. Общее время в пути: 20 дней — у Сивеля, 10–12 дней — Эрмита и Безансона и 12–15 дней — у Годара и Сюркуфа. Все три проекта опирались на достаточно оптимистичные прогнозы погодных условий на Северном полюсе. Необходимые запасы рассчитывались так: у Сивеля — на 90–180 дней, у Годара и Сюркуфа — на 120 дней, у Эрмита и Безансона — на 80 дней (принимая в расчет 8 ездовых собак). Только Эрмит и Безансон были озабочены возможностью горизонтального управления воздушным шаром.
Когда Андрэ в феврале 1895 г. представил свой план, он, вероятно, мог использовать выводы предыдущих тщательно продуманных проектов, содержавших как основные идеи, так и специфические предложения о том, как можно осуществить подобное путешествие. Однако в плане Андрэ нет никаких ссылок на опыт его французских предшественников.