Samuel Pierpont Langley (22 de agosto de 1834 – 27 de febrero de 1906) fue un pionero de la aviación , astrónomo y físico estadounidense que inventó el bolómetro . Fue el tercer secretario del Instituto Smithsoniano y profesor de astronomía en la Universidad de Pittsburgh , donde fue director del Observatorio Allegheny .
Langley nació en Roxbury, Boston , el 23 de agosto de 1834. [3]
Langley asistió a la Boston Latin School y se graduó de la English High School de Boston , después de lo cual se convirtió en asistente en el Observatorio de Harvard College . Luego pasó a trabajar en la Academia Naval de los Estados Unidos , aparentemente como profesor de matemáticas. Sin embargo, en realidad fue enviado allí para restaurar el pequeño observatorio de la Academia. En 1867, se convirtió en director del Observatorio Allegheny y profesor de astronomía en la Universidad de Pittsburgh (entonces conocida como la Universidad Occidental de Pensilvania ), puesto que mantuvo hasta 1891, incluso mientras se convertía en el tercer secretario del Instituto Smithsoniano en 1887. Langley fue el fundador del Observatorio Astrofísico Smithsoniano . En 1875, fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense . [4] En 1888, Langley fue elegido miembro de la Sociedad Anticuaria Estadounidense . [5] En 1898, recibió el Premio Jules Janssen , el máximo galardón de la Société astronomique de France , la sociedad astronómica francesa.
Langley llegó a Pittsburgh en 1867 para convertirse en el primer director del Observatorio Allegheny, después de que la institución atravesara tiempos difíciles y fuera cedida a la Universidad Occidental de Pensilvania. Para entonces, el departamento estaba en desorden: el equipo estaba roto, no había biblioteca y el edificio necesitaba reparaciones. Gracias a la amistad y la ayuda de William Thaw Sr. , un líder industrial de Pittsburgh, Langley pudo mejorar el equipo del observatorio y construir aparatos adicionales. Uno de los nuevos instrumentos era un pequeño telescopio de tránsito que se utilizaba para observar la posición de las estrellas cuando cruzaban el meridiano celeste. [6]
En gran parte, recaudó dinero para el departamento distribuyendo la hora estándar a las ciudades y a los ferrocarriles. Hasta entonces, la hora exacta sólo se había enviado ocasionalmente desde los observatorios estadounidenses para uso público. En aquellos días, los relojes se daban cuerda manualmente y el tiempo tendía a ser impreciso. La hora exacta no había sido especialmente necesaria. Era suficiente saber que al mediodía el sol estaba en su punto más alto del día. Eso cambió con la llegada de los ferrocarriles, lo que hizo que la falta de una hora estándar fuera peligrosa. Los trenes funcionaban según un horario publicado, pero la programación era caótica. Si los relojes de un ingeniero y un operador de cambio de agujas diferían incluso en uno o dos minutos, los trenes podían estar en la misma vía al mismo tiempo y chocar.
Utilizando las observaciones astronómicas obtenidas con el nuevo telescopio, Langley diseñó un estándar horario preciso, que incluía zonas horarias, que se conoció como el Sistema Horario de Allegheny . Inicialmente, distribuyó señales horarias a las empresas de la ciudad de Allegheny y al Ferrocarril de Pensilvania . Finalmente, dos veces al día, las señales horarias de Allegheny daban la hora correcta a través de 4.713 millas de líneas telegráficas a todos los ferrocarriles de los EE. UU. y Canadá. Langley utilizó el dinero de los ferrocarriles para financiar el observatorio. Desde aproximadamente 1868, los ingresos del Sistema Horario de Allegheny continuaron financiando el observatorio, hasta que el Observatorio Naval de los EE. UU. proporcionó las señales mediante financiación de los contribuyentes en 1883.
Una vez que consiguió la financiación, Langley dedicó su tiempo en el Observatorio a investigar el sol. Utilizó sus habilidades de dibujante (de su primer trabajo después de terminar la escuela secundaria) para producir cientos de dibujos de fenómenos solares, muchos de los cuales fueron los primeros que el mundo había visto. Su ilustración de 1873, increíblemente detallada, de una mancha solar, observada mientras utilizaba el refractor Fitz-Clark de 13 pulgadas del observatorio, se convirtió en un clásico. Aparece en la página 21 de su libro, The New Astronomy , y también fue ampliamente reimpresa en América y Europa.
En 1886, Langley recibió la Medalla inaugural Henry Draper de la Academia Nacional de Ciencias por sus contribuciones a la física solar . [7] Su publicación en 1890 de observaciones infrarrojas en el Observatorio Allegheny en Pittsburgh junto con Frank Washington Very junto con los datos que recopiló de su invento, el bolómetro, fueron utilizados por Svante Arrhenius para hacer los primeros cálculos sobre el efecto invernadero . En 1898, Langley recibió el Prix Jules Janssen , el máximo galardón de la Société astronomique de France (la sociedad astronómica francesa).
Langley intentó construir un avión tripulado más pesado que el aire que funcionara . Sus modelos volaron, pero sus dos intentos de vuelo tripulado no tuvieron éxito. Langley comenzó a experimentar con modelos y planeadores propulsados por bandas elásticas en 1887. (Según un libro, no pudo reproducir el tiempo de vuelo de Alphonse Pénaud con la energía de las bandas elásticas, pero persistió de todos modos). Construyó un brazo giratorio que funcionaba como un túnel de viento e hizo modelos voladores más grandes propulsados por motores de vapor en miniatura . Langley se dio cuenta de que era posible el vuelo propulsado sostenido cuando descubrió que una placa de latón de 1 libra suspendida del brazo giratorio por un resorte podía mantenerse en el aire mediante una tensión de resorte de menos de 1 oz.
Langley comprendió que los aviones necesitan empuje para superar la resistencia de la velocidad de avance, observó que las placas planas con una relación de aspecto más alta tenían mayor sustentación y menor resistencia, y afirmó en 1902 "Un avión de tamaño y peso fijos necesitaría menos potencia propulsiva cuanto más rápido volara", el efecto contraintuitivo de la resistencia inducida . [8]
En esa época conoció al escritor Rudyard Kipling , quien describió uno de los experimentos de Langley en su autobiografía:
Por intermedio de Roosevelt conocí al profesor Langley, del Instituto Smithsoniano, un anciano que había diseñado un aeroplano modelo impulsado (porque todavía no había llegado la gasolina) por un motor en miniatura de caldera de combustión interna, una maravilla de delicada artesanía. El aeroplano voló a prueba más de doscientos metros y se ahogó en las aguas del Potomac, lo que provocó gran regocijo y humor en la prensa de su país. Langley lo tomó con bastante frialdad y me dijo que, aunque él no viviría hasta entonces, yo vería el aeroplano construido. [9]
Su primer éxito llegó el 6 de mayo de 1896, cuando su modelo no tripulado número 5, que pesaba 25 libras (11 kg), realizó dos vuelos: 2300 pies (700 m) y 3300 pies (1000 m), después de un lanzamiento con catapulta desde un barco en el río Potomac. [10] [11] La distancia fue diez veces mayor que cualquier experimento anterior con una máquina voladora más pesada que el aire, [12] demostrando que se podía lograr estabilidad y suficiente sustentación en tales naves.
El 11 de noviembre de ese año, su modelo número 6 voló más de 5000 pies (1500 m). En 1898, en base al éxito de sus modelos, Langley recibió una subvención del Departamento de Guerra de $50 000 y $20 000 del Smithsonian para desarrollar un avión tripulado, al que llamó " Aeródromo " (acuñado de palabras griegas que se traducen aproximadamente como "corredor aéreo"). Langley contrató a Charles M. Manly (1876-1927) como ingeniero y piloto de pruebas . Cuando Langley recibió noticias de su amigo Octave Chanute sobre el éxito de los hermanos Wright con su planeador de 1902, intentó reunirse con los Wright, pero ellos evadieron cortésmente su solicitud.
Mientras se diseñaba y construía el Aeródromo a escala real, el motor de combustión interna se encargó al fabricante Stephen M. Balzer (1864-1940). Cuando no logró producir un motor con la potencia y el peso especificados, Manly terminó el diseño. Este motor tenía mucha más potencia que el motor del primer avión de los hermanos Wright: 50 CV en comparación con 12 CV. El motor, en su mayor parte obra técnica de hombres distintos de Langley, fue probablemente la principal contribución del proyecto a la aviación. [13] La máquina pilotada tenía alas en tándem reforzadas con alambre (una detrás de la otra). Tenía una cola Pénaud para controlar el cabeceo y la guiñada, pero no el alabeo, que dependía en cambio del ángulo diedro de las alas, como en los modelos, para mantener un vuelo más o menos nivelado.
En contraste con el diseño de los hermanos Wright de un avión controlable que pudiera volar con la ayuda de un fuerte viento en contra y aterrizar en tierra firme, Langley buscó la seguridad practicando en aire tranquilo sobre el río Potomac . Esto requirió una catapulta para el lanzamiento. La nave no tenía tren de aterrizaje , el plan era descender al agua después de una demostración de vuelo que, si tenía éxito, implicaría una reconstrucción parcial, si no total, de la máquina. [14] Langley abandonó el proyecto después de dos accidentes durante el despegue el 7 de octubre y el 8 de diciembre de 1903.
En el primer intento, Langley dijo que el ala golpeó parte de la catapulta, lo que provocó que se cayera al río "como un puñado de mortero", según un periodista. En el segundo intento, la nave se rompió al salir de la catapulta (Hallion, 2003; Nalty, 2003). [15] Manly fue rescatado ileso del río en ambas ocasiones. Los periódicos se burlaron mucho de los fracasos y algunos miembros del Congreso criticaron duramente el proyecto.
El 28 de mayo de 1914, Glenn Curtiss modificó el Aeródromo y lo hizo volar unos cientos de pies como parte de su intento de luchar contra la patente de los hermanos Wright y como un esfuerzo del Smithsonian por rescatar la reputación aeronáutica de Langley. [16] Sin embargo, los tribunales confirmaron la patente. Sin embargo, los vuelos de Curtiss envalentonaron al Smithsonian para exhibir el Aeródromo en su museo como "el primer avión con capacidad para transportar hombres en la historia del mundo capaz de realizar un vuelo libre sostenido". Fred Howard, que documentó extensamente la controversia, escribió: "Era una mentira pura y simple, pero llevaba el sello del venerable Smithsonian y con el paso de los años se abriría camino en revistas, libros de historia y enciclopedias, para gran disgusto de quienes estaban familiarizados con los hechos" (Howard, 1987). La acción del Smithsonian desencadenó una disputa que duró décadas con el hermano sobreviviente de Wright, Orville, quien se opuso al reclamo de primacía de la Institución sobre el Aeródromo.
A diferencia de los hermanos Wright con su invención del control de tres ejes , Langley no tenía una manera efectiva de controlar un avión demasiado grande para ser maniobrado por el peso del cuerpo del piloto. Por lo tanto, si el aeródromo hubiera volado de manera estable, como lo hicieron los modelos, Manly habría estado en considerable peligro cuando la máquina descendió, sin control, para aterrizar, especialmente si se hubiera alejado del río y hubiera estado sobre tierra firme.
En 1880 Langley inventó el bolómetro , un instrumento utilizado inicialmente para medir la radiación infrarroja lejana. [17] El bolómetro ha permitido a los científicos detectar un cambio de temperatura de menos de 1/100.000 de grado Celsius. [18] Sentó las bases para las mediciones de la cantidad de energía solar en la Tierra. Publicó un artículo sobre él en 1881, "El bolómetro y la energía radiante". [19] Hizo uno de los primeros intentos de medir la temperatura superficial de la Luna, y su medición de la interferencia de la radiación infrarroja por el dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra fue utilizada por Svante Arrhenius en 1896 para hacer el primer cálculo de cómo cambiaría el clima a partir de una futura duplicación de los niveles de dióxido de carbono. [20]
Desde su cargo en el Observatorio Allegheny en la zona de Pittsburgh a finales de la década de 1860, Langley fue un actor importante en el desarrollo de servicios de distribución horaria regulados y derivados astronómicamente en Estados Unidos hasta la segunda mitad del siglo XIX. Su trabajo con los ferrocarriles de esta zona se cita a menudo como fundamental para el establecimiento del sistema de husos horarios estándar . Sus exitosas y rentables ventas de horarios a la Pennsylvania Railroad se destacaron entre las de muchos observatorios no gubernamentales de la época que subvencionaban en gran medida sus investigaciones mediante la venta de servicios horarios a los ferrocarriles regionales y las ciudades a las que prestaban servicio. El creciente dominio del Observatorio Naval de los Estados Unidos en este campo amenazaba el sustento de estos observatorios regionales y Langley se convirtió en un líder en los esfuerzos por preservar la viabilidad de sus programas comerciales.
Langley se consideró responsable de la pérdida de fondos después de que en junio de 1905 se descubriera que el contable del Smithsonian, William Karr, estaba malversando fondos de la institución. Langley se negó a cobrar su salario como consecuencia de ello. En noviembre sufrió un derrame cerebral. En febrero de 1906 se trasladó a Aiken, Carolina del Sur, para recuperarse, pero sufrió otro derrame cerebral y murió el 27 de febrero. Fue enterrado en el cementerio de Forest Hills en Boston. [21]
En su honor se han bautizado aeronaves y vehículos, instalaciones, una unidad de radiación solar y un premio, entre los que se incluyen:
En 1963, Langley fue incluido en el Salón Nacional de la Fama de la Aviación en Dayton, Ohio. [24]
En la película de 1978 Los vientos de Kitty Hawk , fue interpretado por el actor John Hoyt .
