Samuel Pierpont Langley: Lo scienziato che perse il cielo

Il 7 ottobre 1903, il segretario della Smithsonian Institution guardò l'ambizione della sua vita cadere da una catapulta su una casa galleggiante sul Potomac e finire in acqua, secondo l'espressione di un testimone, "come una manciata di malta". Ci riprovò l'8 dicembre. La macchina si disintegrò non appena lasciò la rotaia. Nove giorni dopo, due meccanici di biciclette di Dayton si staccarono da terra a Kitty Hawk e il nome di Langley passò permanentemente nella colonna contrassegnata come "quasi". Fu un destino ingiusto per un uomo la cui altra invenzione poteva rilevare un cambiamento di temperatura di un centomillesimo di grado.

Nessuna laurea, una tessera della biblioteca

Nato il 22 agosto 1834 a Roxbury, nel Massachusetts, frequentò la Boston Latin School e si diplomò alla English High School di Boston; quella fu la fine della sua istruzione formale. Non ci fu università, né dottorato, né apprendistato presso un grande uomo. Si aprì la strada alla scienza attraverso le biblioteche di Boston, lavorò come ingegnere civile e alla fine riuscì a farsi assumere come assistente all'Harvard College Observatory. Da lì passò all'Accademia Navale degli Stati Uniti come professore nominale di matematica, il cui compito effettivo era rimettere in funzione l'osservatorio abbandonato dell'Accademia.

L'osservatorio che vendeva il tempo

Nel 1867 divenne direttore dell'Osservatorio Allegheny e professore di astronomia alla Western University of Pennsylvania, in seguito Università di Pittsburgh. L'osservatorio era in bancarotta. La soluzione di Langley fu una delle iniziative di imprenditoria scientifica più ingegnose del secolo: costruì l'Allegheny Time System, un insieme di standard di cronometraggio precisi — inclusi i fusi orari — distribuiti su 4.713 miglia di linee telegrafiche alle ferrovie di tutti gli Stati Uniti e del Canada, e vendette il servizio. I ricavi mantennero in funzione l'osservatorio fino al 1883. Gli astronomi avevano sempre custodito il tempo; Langley capì come fatturarlo.

Disegnava anche. La sua rappresentazione del 1873 di una macchia solare, realizzata con il telescopio da tredici pollici dell'osservatorio, rimane una delle immagini più riprodotte nella storia dell'astronomia solare.

Uno strumento che poteva percepire un centomillesimo di grado

Nel 1878 Langley costruì il bolometro, che cambiò ciò che si poteva conoscere sulla radiazione. Il dispositivo era quasi insultantemente semplice nella sua descrizione — due sottili strisce di metallo, un ponte di Wheatstone, una batteria e un galvanometro — e sbalorditivo nelle prestazioni: poteva registrare differenze di temperatura di un centomillesimo di grado Celsius. Con esso spinse la misurazione in profondità nell'infrarosso, mappando l'intensità della radiazione solare attraverso bande che nessuno era riuscito a raggiungere, e perseguì la questione che lo occupò per decenni: quanta energia il sole trasmette effettivamente alla Terra e cosa ciò significhi per il tempo atmosferico e la vita.

Le conseguenze andarono ben oltre la sua vita. Le sue misurazioni all'infrarosso dell'anidride carbonica atmosferica furono i dati che Svante Arrhenius utilizzò nei calcoli che fondarono la scienza dell'effetto serra. Gli strumenti dell'Earth Radiation Budget Experiment e del Clouds and Earth's Radiant Energy System della NASA sono i discendenti diretti del bolometro, che misurano ancora ciò che Langley si era prefissato di misurare.

Segretario della Smithsonian Institution

Nel 1887 divenne il terzo segretario della Smithsonian Institution, carica che mantenne fino alla morte, e fondò lo Smithsonian Astrophysical Observatory. Ora aveva una piattaforma nazionale e la usò per perseguire qualcosa che nessuno scienziato rispettabile della sua generazione avrebbe toccato.

Gli aerodromi che volarono

Langley era quasi l'unico tra gli scienziati professionisti a credere che il volo meccanico fosse possibile. Svolse il lavoro sistematicamente: misurando portanza e resistenza, spiegando la meccanica degli uccelli veleggiatori, costruendo modelli senza pilota a vapore che chiamò aerodromi. Il 6 maggio 1896, l'Aerodrome No. 5, una macchina da 25 libbre, compì voli di 2.300 e 3.300 piedi — circa dieci volte più di qualsiasi cosa realizzata in precedenza da un velivolo più pesante dell'aria. L'11 novembre dello stesso anno, l'Aerodrome No. 6 coprì oltre 5.000 piedi. Rudyard Kipling, che lo incontrò, ricordava "un vecchio che aveva progettato un modello di aeroplano guidato... da un motore a caldaia istantanea in miniatura" che "volò in prova per oltre duecento iarde e annegò nelle acque del Potomac".

Capiva cose che i suoi contemporanei non capivano. Nel 1902 articolò la conseguenza controintuitiva della resistenza indotta: "Un aereo di dimensioni e peso fissi avrebbe bisogno di meno potenza propulsiva quanto più velocemente volasse."

Il grande aerodromo che non volò

Il Dipartimento della Guerra gli diede 50.000 dollari nel 1898 e lo Smithsonian ne aggiunse 20.000 — una somma enorme, molto più di quanto i Wright abbiano mai speso. Il grande aerodromo a grandezza naturale aveva ali in tandem rinforzate, una coda Pénaud, una catapulta di lancio montata su una casa galleggiante del Potomac e un superbo motore da 50 cavalli progettato in gran parte dal suo assistente Charles Manly, che si offrì anche di pilotarlo. Il Wright Flyer se la cavava con dodici cavalli. Ciò che alla macchina di Langley mancava era un mezzo per controllare il rollio.

Entrambi i lanci del 1903 fallirono alla catapulta. Manly, notevolmente, uscì illeso da entrambi. I giornali furono spietati e Langley abbandonò il progetto. Scoprì nel giugno 1905 che un contabile dello Smithsonian, William Karr, aveva sottratto fondi all'istituzione, e per risposta rifiutò il proprio stipendio. Ebbe un ictus quel novembre, andò ad Aiken, nella Carolina del Sud, per riprendersi e vi morì per un secondo ictus il 27 febbraio 1906, all'età di 71 anni. Fu sepolto al cimitero di Forest Hills a Boston.

L'indegnità gli sopravvisse. Nel 1914 Glenn Curtiss, coinvolto in una battaglia legale sui brevetti con i Wright, ricostruì e fece volare brevemente il grande aerodromo, e lo Smithsonian usò il trucco per affermare che la macchina di Langley era stata "il primo aeroplano con pilota... capace di volo libero sostenuto". Lo storico Fred Howard definì quell'affermazione "una bugia pura e semplice".

Perché Samuel è chiamato genio

Si possono sostenere due tesi diverse, e solo una regge. La tesi forte è strumentale. Il bolometro è una vera opera di genio sperimentale: un dispositivo che ha esteso la percezione umana di ordini di grandezza, costruito con componenti comuni da un uomo senza una laurea scientifica, e abbastanza sensibile che le sue letture sostengono ancora la scienza del clima un secolo e mezzo dopo. Costruire uno strumento in grado di misurare ciò che nessuno ha misurato è tra i talenti più rari della scienza, e Langley lo possedeva. Si aggiunga il coraggio intellettuale di prendere sul serio il volo più pesante dell'aria quando l'intera sua professione lo considerava una pazzia, e di compiere vere misurazioni aerodinamiche invece di armeggiare.

La tesi debole è aeronautica, e crolla sotto esame. Le macchine di Langley volavano quando non c'era nessuno a bordo e fallivano quando c'era qualcuno, perché aveva risolto il problema della portanza e della potenza pur ignorando il problema che i Wright identificarono come centrale: il controllo. Non costruì alcun modo per gestire il rollio, lanciò da una catapulta che non dava al pilota alcun margine e non imparò mai a pilotare nulla da solo. Con cinque volte il budget e quattro volte il motore, perse contro due meccanici che avevano capito quale fosse la vera domanda. Vale la pena notare che nessun contemporaneo nei documenti sopravvissuti usa la parola "genio" per Langley; lo Smithsonian ricorse invece a una falsità sulla sua priorità, che è un povero sostituto. Fu un fisico sperimentale di prim'ordine e un mediocre ingegnere di veicoli.

Eredità

Il suo nome è ovunque l'aviazione in cui fallì sia diventata routine: il Langley Research Center della NASA, la Langley Air Force Base, tre navi chiamate USS Langley, il Monte Langley nella Sierra Nevada, la Langley Gold Medal dello Smithsonian e l'inserimento nella National Aviation Hall of Fame nel 1963. Il langley, un'unità di irradiazione solare, commemora silenziosamente il lavoro per cui dovrebbe essere ricordato.