Samuel Pierpont Langley
Frequentò la scuola superiore a Boston dove mostrò grande interesse per la matematica. Pur non avendo che un diploma di scuola superiore lavorò per qualche tempo come apprendista architetto a Boston poi a Chicago e Saint Louis come ingegnere, ma nel 1864 i suoi interessi si rivolsero prevalentemente all’astronomia.
Insieme al fratello John costruì in tre anni un telescopio di 5 piedi di lunghezza focale, intervallando i lavori con un lungo giro in Europa. Nel 1865 fu assunto come assistente all’Osservatorio dell’Harvard College, l’anno dopo come insegnante assistente di matematica all’Accademia Navale di Annapolis, Maryland. Tra i suoi compiti il ripristino dell’Osservatorio astronomico dell’Accademia che era in disuso.
Nel 1867 fu chiamato alla direzione dell’Osservatorio degli Allegheny e nominato professore di astronomia alla Western University of Pennsylvania a Pittsburgh. Qui iniziò un’opera di divulgazione della scienza e dell’astronomia con conferenze e articoli su giornali e riviste.
Una delle sue prime occupazioni fu lo studiare un sistema di segnale orario standard da comunicare via telegrafo alle stazioni ferroviarie in modo da sincronizzare gli orologi in diverse parti degli Stati Uniti ed evitare i frequenti incidenti ferroviari. Questo fu l’inizio della suddivisione degli Stati Uniti in 5 diverse zone orarie e diede l’avvio al sistema dei fusi orari legali. Il segnale inviato dall’Allegheny Observatory fu adottato dalla Pennsylvania nel 1870 e da altre compagnie e Stati più tardi. Con i compensi per questo servizio finanziò l’Osservatorio e le sue ricerche.
Nel 1869 si unisce ad una spedizione della Guardia Costiera a Oakland, nel Kentucky, per osservare l’eclisse solare del 7 agosto. Osserverà altre eclissi solari nel 1870 a Jerez de La Frontera in Spagna, nel 1878 e nel 1900.
Pubblica nel 1873 un dettagliato disegno di una macchia solare, più volte riprodotto, e si dedica allo studio delle macchie e della radiazione solare, ideando e costruendo nel 1879 il bolometro per la misura dell’energia della radiazione incidente la superficie terrestre. Il bolometro, basato sulla variazione di resistenza di un metallo in funzione della temperatura, fu lo strumento più sensibile per la rivelazione della radiazione infrarossa dopo la termopila di Melloni.
Organizza nel 1881 una spedizione al Monte Whitney nella Sierra Nevada in California per osservazioni solari ed altre misure, pubblicate nel 1884.
Lo studio della radiazione solare continuò per anni e nel 1894 pubblicò la prima mappa della zona infrarossa dello spettro solare, poi per i suoi impegni amministrativi e per le sue ricerche sul volo le affidò a Charles Geeley Abbot (1872-1973), un ventitreenne studente del MIT che proseguì le misure sulla costante solare e sullo spettro per oltre mezzo secolo.
Ad un convegno dell’American Association for the Advancement of Science (AAAS) nel 1886, segue con grande interesse una relazione di un certo Lancaster sul volo degli uccelli corredata da modelli volanti di alianti e comincia ad essere attirato dal volo.
Costruisce nel 1887 presso il suo osservatorio un’apparecchiatura per lo studio dell’aerodinamica e della turbolenza e comincia esperimenti aeronautici; conia il termine ‘aerodromica’ per la costruzione di modelli volanti, dalla parola greca aerodromoi che traduce scorrettamente come ‘correre nell’aria’. Comincia anche a costruire modelli volanti ad elastico sul tipo di quelli di Alphonse Pénaud, che a Parigi già dal 1871 avevano percorso 40 metri.
Nel 1887 viene nominato Assistente Segretario della Smithsonian Institution di Washington e in novembre, alla morte di Spencer F. Baird, Segretario Generale, ma continua a mantenere la direzione dell’Osservatorio fino al 1891.
Nel 1888 pubblica The New Astronomy, che viene ritenuto il primo innovativo manuale di astrofisica.
Tra le sue attività alla Smithsonian promuove la costruzione di un Giardino Zoologico Nazionale e sceglie la località di Rock Creek a Washington. Lo Zoo fu aperto nel 1891.
Promuove anche nel 1890 la istituzione dell’Osservatorio Astrofisico della Smithsonian Institution (S.A.O.) in una costruzione di legno vicino allo Smithsonian Castle, che nel 1955 si trasferirà a Cambridge nel Massachusetts.
Dopo il successo di alcuni voli di suoi modelli ad elastico pensa alla costruzione di un modello (Aerodrome n. 0) equipaggiato con due motori a vapore in miniatura, ma la costruzione non viene portata a termine. Nel 1891 pubblica Experiments in Aerodynamics contenente i risultati dei suoi esperimenti sulla fisica del volo.
Mentre Otto Lilienthal in Germania costruisce e fa volare vari alianti pilotati con un uomo a bordo (lui stesso morirà in un incidente di volo nel 1896), Langley costruisce i suoi Aerodrome n.1 e n. 2, e con motore ad aria compressa il n. 3, che però non furono mai provati.
Converte un vaporetto in casa galleggiante sul fiume Potomac, con officina per la costruzione dei suoi modelli e una piattaforma di lancio per le prove, che sposta vicino a Quantico, in Virginia. Qui costruisce l’Aerodrome n. 4 che viene provato nel 1893, ma cade in acqua subito. Un secondo esemplare con una catapulta di lancio migliorata viene provato l’anno dopo, ma anche questo fallisce. L’Aerodrome n. 5 equipaggiato con un motore a vapore da 1 HP con petrolio come combustibile vola circa 10 metri per 3 secondi prima di cadere nel fiume.
Nel 1896, il 6 maggio, il successivo Aerodrome n. 6 cade nel fiume per rottura di un’ala, ma il modello n. 5 riesce a volare mezzo miglio per un minuto e mezzo, raggiungendo un’altezza di circa 100 piedi (30 metri): il primo volo di una macchina più pesante dell’aria con propulsore. Un secondo volo lo stesso giorno viene fotografato da Alexander Graham Bell. In novembre il n. 6 vola per 4800 piedi.
Dopo questo successo l’assistente Segretario alla Marina, il futuro Presidente Theodore Roosevelt, suggerisce un uso militare dell’Aerodrome di Langley che propone un modello di dimensioni maggiori chiedendo 50.000 $ per progettare una versione pilotata chiamata Great Aerodrome A. Per il progetto e per le prove assume come assistente uno studente di ingegneria della Cornell University, Charles Manly, e commissiona a Stephen Balzer un motore a combustione interna da 12 HP.
Nello stesso periodo i fratelli Wilbur e Orville Wright chiedono a Langley materiale sulle sue ricerche aeronautiche per iniziare uno studio sistematico dell’argomento in preparazione di un lavoro pratico. Il segretario della Smithsonian invia il materiale, includendo gli Experiments in Aerodynamics e la Story of Experiments in Mechanical Flight, che i fratelli Wright valuteranno più tardi come una buona comprensione della natura dei problemi del volo.
Nel 1900 torna alle osservazioni astronomiche guidando una spedizione del suo gruppo dello Smithsonian Observatory a Wadesboro, Nord Carolina, per l’eclissi di Sole. Crea anche la Children’s Room allo Smithsonian Castle con exhibits destinati a stimolare l’interesse per la scienza e la tecnologia, precursore dei successivi science centers.
Nel 1903 la casa-officina galleggiante viene spostata a Washington per mostrare il volo del Great Aerodrome A, pilotato da Manly, tuttavia subito durante il lancio la coda si ruppe e il velivolo cadde in acqua. Manly fu recuperato incolume, ma Langley fu ridicolizzato dalla stampa e la Marina ritirò il sostegno finanziario. Alcuni finanziatori privati offersero aiuto, ma Langley cortesemente rifiutò e terminò ogni lavoro sul volo.
Per inciso, nello stesso anno in dicembre, a Kitty Hawk, Nord Carolina, i fratelli Wright con il loro Flyer effettuarono quello che è ora ritenuto il primo volo con un uomo a bordo di un aeroplano mosso da motore e iniziarono le pratiche per il brevetto.
Nel 1905 il cassiere dello Smithsonian, W. Karr, fu accusato di distrazione di fondi pubblici, condannato e imprigionato. Langley si ritenne personalmente responsabile dell’ammanco e rinunciò allo stipendio.
Colpito da un ictus, morì per una ricaduta l’anno dopo, nel 1906, ad Aiken dove si era ritirato per la convalescenza.
Successivamente il suo Great Aerodrome A fu ricostruito da Glenn Curtiss; equipaggiato con un motore Manly-Blazer da 50 HP volò per una trentina di metri e poi con un motore Curtiss da 80 HP volò nel 1914 per circa 1 chilometro.
La Smithsonian Institution mise in mostra l’esemplare con la didascalia: Primo aeroplano della storia capace di volo autostenuto con un uomo a bordo, provocando con quella che era una falsità, avallata però dall’autorevolezza dell’Istituzione, una lunga disputa con Orville Wright terminata, solo nel 1942. Ora, ristabilita la verità dei fatti, il Flyer dei Wrigth è esposto al National Air and Space Museum di Washington e l’Aerodrome di Langley allo Steven F. Udvar-Hazy Center di Chantilly in Virginia.
Per i suoi meriti nello studio della radiazione solare ricevette la Medaglia Henry Draper dell’Accademia Nazionale delle Scienze nel 1896 e le sue misure della radiazione solare infrarossa del 1894 furono usate da Svante Arrhenius per i primi calcoli dell’effetto serra. Ricevette anche la Medaglia Rumford dalla Royal Society nel 1896 e il Premio Janssen dell’Accademia di Parigi nel 1883. Fu membro dell’Accademia Nazionale delle Scienze e Presidente dell’AAAS.
In suo onore è stata chiamata langley (Ly) l’unità di misura della radiazione solare (o insolazione) corrispondente ad una caloria al centimetro quadrato (nel SI, 1 Ly = 41840.00 J/m2).
A lui sono dedicati la Medaglia Langley, alcuni progetti NASA (Langley X-43A e Hyper-X), il Centro Ricerche Langley della NASA ad Hampton, Virginia, la Base Langley della U.S. Air Force (sede del Comando di Combattimento Aereo) in Virginia, un paio di portaerei della Marina Americana e il Monte Langley nella Sierra Nevada in California.