Samuel Langley

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 de la Institución Smithsonian y profesor de astronomía en la Universidad de Pittsburgh , donde dirigió el Observatorio Allegheny .

Langley nació en Roxbury, Boston , el 22 de agosto de 1834. ^{[ 3 ]}

Langley asistió a la Boston Latin School y se graduó de la English High School of Boston , tras lo cual se convirtió en asistente del Observatorio del Harvard College . Posteriormente, pasó a trabajar en la Academia Naval de los Estados Unidos , nominalmente 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 Western University of Pennsylvania ), cargo que ocupó hasta 1891, incluso cuando se convirtió en el tercer Secretario de la Institución Smithsonian en 1887. Ese mismo año (1887), la Sociedad Literaria y Filosófica de Manchester le otorgó a Langley la membresía honoraria de la Sociedad. ^{[ 4 ]}

Langley fue el fundador del Observatorio Astrofísico Smithsoniano . En 1875, fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense . ^{[ 5 ]} En 1888, Langley fue elegido miembro de la Sociedad Estadounidense de Anticuarios . ^{[ 6 ]} En 1898, recibió el Premio Jules Janssen , el máximo galardón de la Sociedad Astronómica de Francia , 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 dificultades económicas y fuera cedida a la Western University of Pennsylvania. Para entonces, el departamento se encontraba en un estado de desorden: el equipo estaba averiado, 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 fue un pequeño telescopio de tránsito utilizado para observar la posición de las estrellas al cruzar el meridiano celeste. ^{[ 7 ]}

Recaudó fondos para el departamento, en gran parte, distribuyendo la hora estándar a ciudades y ferrocarriles. Hasta entonces, la hora exacta solo se enviaba ocasionalmente desde observatorios estadounidenses para uso público. En aquellos tiempos, los relojes se daban cuerda manualmente y la hora solía ser imprecisa. La hora exacta no era especialmente necesaria. Bastaba con saber que al mediodía el sol estaba en su punto más alto del día. Esto cambió con la llegada del ferrocarril, lo que hizo peligrosa la falta de hora estándar. Los trenes circulaban según un horario publicado, pero la programación era caótica. Si los relojes de un maquinista y un operador de cambio de vía diferían incluso por uno o dos minutos, los trenes podían estar en la misma vía al mismo tiempo y colisionar.

Utilizando observaciones astronómicas obtenidas con el nuevo telescopio, Langley ideó un sistema horario preciso, que incluía husos horarios, conocido como el Sistema de Hora de Allegheny . Inicialmente, distribuyó señales horarias a los negocios de la ciudad de Allegheny y al Ferrocarril de Pensilvania . Con el tiempo, las señales horarias de Allegheny, que se emitían dos veces al día, proporcionaban la hora correcta a través de 7560 kilómetros de líneas telegráficas a todos los ferrocarriles de Estados Unidos y Canadá. Langley utilizó los ingresos del ferrocarril para financiar el observatorio. Desde aproximadamente 1868, los ingresos del Sistema de Hora de Allegheny continuaron financiando el observatorio, hasta que el Observatorio Naval de Estados Unidos comenzó a suministrar las señales con fondos públicos en 1883.

Una vez asegurada la financiación, Langley dedicó su tiempo en el Observatorio, inicialmente, a la investigación del Sol. Utilizó sus habilidades de dibujo —adquiridas en su primer trabajo tras terminar el instituto— para realizar cientos de dibujos de fenómenos solares, muchos de los cuales fueron los primeros en ser vistos por el mundo. Su ilustración de 1873, de una mancha solar extraordinariamente detallada, observada con el telescopio refractor Fitz-Clark de 13 pulgadas del observatorio, se convirtió en un clásico. Aparece en la página 21 de su libro, La Nueva Astronomía , y también fue ampliamente reimpresa en América y Europa.

En 1886, Langley recibió la primera Medalla Henry Draper de la Academia Nacional de Ciencias por sus contribuciones a la física solar . ^{[ 8 ]} 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 invención, el bolómetro, fue utilizada por Svante Arrhenius para realizar los primeros cálculos sobre el efecto invernadero . En 1898, Langley recibió el Premio 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 . Sus modelos volaron, pero sus dos intentos de vuelo tripulado fracasaron. En 1887, Langley comenzó a experimentar con modelos propulsados ​​por gomas elásticas y planeadores . (Según un libro, no pudo reproducir el tiempo de vuelo de Alphonse Pénaud con propulsión elástica, pero persistió de todos modos). Construyó un brazo giratorio que funcionaba como un túnel de viento y fabricó modelos voladores más grandes propulsados ​​por máquinas de vapor en miniatura . Langley se dio cuenta de que el vuelo sostenido con propulsión era posible cuando descubrió que una  placa de latón de 450 gramos, suspendida del brazo giratorio por un resorte, podía mantenerse en el aire con una tensión de resorte inferior a 28 gramos.

Langley comprendió que las aeronaves necesitan empuje para superar la resistencia generada por la velocidad de avance, observó que las placas planas con mayor relación de aspecto tenían mayor sustentación y menor resistencia, y afirmó en 1902: "Un avión de tamaño y peso fijos necesitaría menos potencia propulsora cuanto más rápido volara", el efecto contraintuitivo de la resistencia inducida . ^{[ 9 ]}

Por esa época conoció al escritor Rudyard Kipling , quien describió uno de los experimentos de Langley en su autobiografía:

A través de Roosevelt conocí al profesor Langley del Smithsonian, un anciano que había diseñado un modelo de avión impulsado —ya que la gasolina aún no había llegado— por un motor de caldera de vapor en miniatura, una maravilla de delicada artesanía. Voló en una prueba durante doscientos metros y se hundió en las aguas del Potomac, lo que causó gran hilaridad y humor en la prensa de su país. Langley se lo tomó con bastante calma y me dijo que, aunque no viviría para entonces, yo vería el avión consolidado. ^{[ 10 ]}

Su primer éxito llegó el 6 de mayo de 1896, cuando su modelo no tripulado número 5, que pesaba 11 kg (25 libras) , realizó dos vuelos —700 m (2300 pies ) y 1000 m (3300 pies ) — tras ser lanzado con una catapulta desde un barco en el río Potomac. ^{[ 11 ] [ 12 ]} La distancia fue diez veces mayor que la de cualquier experimento anterior con una máquina voladora más pesada que el aire, ^{[ 13 ]} demostrando que se podía lograr estabilidad y sustentación suficiente en tales aeronaves.     

El 11 de noviembre de ese año, su modelo número 6 voló más de 1500 metros (5000 pies) . En 1898, gracias al éxito de sus modelos, Langley recibió una subvención del Departamento de Guerra de 50 000 dólares y 20 000 dólares del Instituto Smithsoniano para desarrollar un avión tripulado, al que llamó " Aeródromo " (término acuñado a partir de palabras griegas que se traducen aproximadamente como "corredor de aire"). 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 ellos, pero estos eludieron cortésmente su petición. 

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 este no logró producir un motor con la potencia y el peso especificados, Manly finalizó el diseño. Este motor tenía mucha más potencia que el del primer avión de los hermanos Wright: 50  hp en comparación con 12  hp. El motor, en su mayor parte obra técnica de personas distintas a Langley, fue probablemente la principal contribución del proyecto a la aviación. ^{[ 14 ]} La máquina tripulada tenía alas en tándem arriostradas con cables (una detrás de la otra). Tenía una cola Pénaud para el control de cabeceo y guiñada, pero no control de alabeo, dependiendo en cambio del ángulo diedro de las alas, como los modelos, para mantener un vuelo aproximadamente nivelado.

A diferencia del diseño de los hermanos Wright de un avión controlable que podía volar con la ayuda de un fuerte viento de frente y aterrizar en tierra firme, Langley buscó la seguridad practicando en aire en calma sobre el río Potomac . Esto requería una catapulta para el lanzamiento. La aeronave no tenía tren de aterrizaje , ya que el plan era descender al agua después de demostrar el vuelo, lo que, de tener éxito, implicaría una reconstrucción parcial, si no total, de la máquina. ^{[ 15 ]} 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 rozó parte de la catapulta, lo que provocó que se precipitara al río "como un puñado de mortero", según un reportero. En el segundo intento, la nave se desintegró al salir de la catapulta (Hallion, 2003; Nalty, 2003). ^{[ 16 ]} 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 voló unos cientos de pies , como parte de su intento de impugnar la patente de los hermanos Wright y como un esfuerzo del Smithsonian por rescatar la reputación aeronáutica de Langley. ^{[ 17 ]} Sin embargo, los tribunales confirmaron la validez de la patente. No obstante, los vuelos de Curtiss animaron al Smithsonian a exhibir el Aeródromo en su museo como "el primer avión tripulado de la historia capaz de realizar un vuelo libre sostenido". Fred Howard, quien documentó extensamente la controversia, escribió: "Era una mentira pura y simple, pero contaba con el aval del venerable Smithsonian y, con el paso de los años, apareció en revistas, libros de historia y enciclopedias, para gran disgusto de quienes conocían los hechos". (Howard, 1987). La actuación del Smithsonian desencadenó una disputa que duró décadas con el hermano Wright superviviente, Orville, quien se opuso a la pretensión de la institución de tener la primacía sobre el aeródromo.

A diferencia de los hermanos Wright y su invención del control de tres ejes , Langley no tenía una forma eficaz de controlar un avión demasiado grande para ser maniobrado por el peso del cuerpo del piloto. Por lo tanto, si el Aerodrome hubiera volado de forma estable, como lo hicieron los modelos, Manly habría corrido un peligro considerable cuando la máquina descendiera sin control para aterrizar, especialmente si se hubiera alejado del río y hubiera aterrizado sobre terreno firme.

En 1880, Langley inventó el bolómetro , un instrumento utilizado inicialmente para medir la radiación infrarroja lejana. ^{[ 18 ]} El bolómetro ha permitido a los científicos detectar un cambio de temperatura inferior a 1/100 000 de grado Celsius. ^{[ 19 ]} Sentó las bases para las mediciones de la cantidad de energía solar en la Tierra. Publicó un artículo al respecto en 1881, «El bolómetro y la energía radiante». ^{[ 20 ]} Realizó 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 terrestre fue utilizada por Svante Arrhenius en 1896 para realizar el primer cálculo de cómo cambiaría el clima ante una futura duplicación de los niveles de dióxido de carbono. ^{[ 21 ]}

Desde su etapa en el Observatorio Allegheny, en la zona de Pittsburgh , a finales de la década de 1860, Langley desempeñó un papel fundamental en el desarrollo de los servicios de distribución horaria regulados y derivados astronómicamente en Estados Unidos durante la segunda mitad del siglo XIX. Su trabajo con los ferrocarriles de la zona se suele citar como clave para el establecimiento del sistema de husos horarios estándar . Sus exitosas y rentables ventas de servicios horarios al Ferrocarril de Pensilvania destacaron entre los numerosos observatorios no gubernamentales de la época, que subvencionaban en gran medida su investigación mediante la venta de servicios horarios a los ferrocarriles regionales y a las ciudades a las que servían. 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 responsabilizó de la pérdida de fondos tras el descubrimiento, en junio de 1905, de que el contable del Smithsonian, William Karr, estaba malversando fondos de la institución. Langley rechazó su salario a raíz del incidente. 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 falleció el 27 de febrero. Fue enterrado en el cementerio Forest Hills de Boston. ^{[ 22 ]}

Aeronaves, embarcaciones, instalaciones, una unidad de radiación solar y un premio han sido nombrados en honor a Langley, entre ellos:

• Medalla de Oro Langley otorgada por la Institución Smithsoniana ^{[ 23 ]}
• Centro de Investigación Langley de la NASA (NASA LaRC), Hampton, Virginia ^{[ 24 ]}
• Base de la Fuerza Aérea Langley
• El edificio Langley Hall de la Universidad de Pittsburgh
• Escuela secundaria Langley en Pittsburgh
• Laboratorio Aeronáutico Memorial Langley
• Unidad Langley de radiación solar
• El monte Langley en la Sierra Nevada
• USS Langley (CV-1)  
• El USS Langley (DE-131)   , cuya construcción comenzó el 10 de julio de 1942 y que pasó a llamarse Hammann el 1 de agosto de 1942.
• USS Langley (CVL-27)  
• El Seadrome Langley, concebido como parte de una cadena de escalas aéreas en el Atlántico, fue cancelado debido a la Gran Depresión.
• SS Samuel P. Langley  , buque Liberty estadounidense
• Escuela Primaria Samuel P. Langley en Hampton, Virginia.

En 1963, Langley fue incorporado al Salón Nacional de la Fama de la Aviación en Dayton, Ohio. ^{[ 25 ]}

En la película de 1978, Los vientos de Kitty Hawk , fue interpretado por el actor John Hoyt .

• Motor Manly-Balzer

• Guía de consulta de los documentos de Samuel P. Langley en los Archivos de la Institución Smithsonian
• Guía de consulta de la colección de Samuel P. Langley en la División de Archivos del Museo Nacional del Aire y el Espacio. Archivada el 9 de marzo de 2012 en Wayback Machine .
• Samuel Pierpont Langley, Máquinas voladoras
• Samuel Pierpont Langley, Invención del avión
• Centenario del vuelo
• Observatorio Allegheny – "UNDAUTTED: ¿Los gigantes olvidados del Observatorio Allegheny?"
• Memoria biográfica de la Academia Nacional de Ciencias