صامويل لانغلي

كان صموئيل بيربونت لانغلي (22 أغسطس 1834 - 27 فبراير 1906) رائدًا أمريكيًا في مجال الطيران ، وعالم فلك، وفيزيائيًا ، وهو مخترع البولومتر . شغل منصب السكرتير الثالث لمؤسسة سميثسونيان ، وكان أستاذًا لعلم الفلك في جامعة بيتسبرغ ، حيث كان مديرًا لمرصد أليغيني .

وُلد لانغلي في روكسبري، بوسطن ، في 22 أغسطس 1834. ^{[ 3 ]}

التحق لانغلي بمدرسة بوسطن اللاتينية وتخرج من مدرسة بوسطن الإنجليزية الثانوية ، ثم عمل مساعدًا في مرصد كلية هارفارد . بعد ذلك، انتقل للعمل في الأكاديمية البحرية الأمريكية ، بصفة اسمية أستاذًا للرياضيات. إلا أنه أُرسل في الواقع إلى هناك لترميم مرصد الأكاديمية الصغير. في عام 1867، أصبح مديرًا لمرصد أليغيني وأستاذًا لعلم الفلك في جامعة بيتسبرغ (التي كانت تُعرف آنذاك باسم جامعة غرب بنسلفانيا )، وهو المنصب الذي شغله حتى عام 1891، حتى مع توليه منصب الأمين الثالث لمؤسسة سميثسونيان عام 1887. وفي العام نفسه (1887)، منحت جمعية مانشستر الأدبية والفلسفية لانغلي عضوية فخرية فيها. ^{[ 4 ]}

كان لانغلي مؤسس مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية . في عام 1875، انتُخب عضوًا في الجمعية الفلسفية الأمريكية . ^{[ 5 ]} وفي عام 1888، انتُخب لانغلي عضوًا في الجمعية الأمريكية للآثار . ^{[ 6 ]} وفي عام 1898، حصل على جائزة جول جانسن ، وهي أرفع جائزة تُمنحها الجمعية الفلكية الفرنسية .

وصل لانغلي إلى بيتسبرغ عام 1867 ليصبح أول مدير لمرصد أليغيني، بعد أن مرّ المرصد بظروف صعبة وأُلحق بجامعة غرب بنسلفانيا. في ذلك الوقت، كان القسم يعاني من فوضى عارمة، فالمعدات كانت معطلة، ولم تكن هناك مكتبة، وكان المبنى بحاجة إلى ترميمات. وبفضل صداقة ومساعدة ويليام ثاو الأب ، أحد رواد الصناعة في بيتسبرغ، تمكّن لانغلي من تحسين معدات المرصد وبناء أجهزة إضافية. وكان من بين هذه الأجهزة الجديدة تلسكوب عبور صغير يُستخدم لرصد مواقع النجوم أثناء عبورها خط الزوال السماوي. ^{[ 7 ]}

جمع الأموال للقسم بشكل كبير من خلال توزيع التوقيت القياسي على المدن وخطوط السكك الحديدية. حتى ذلك الحين، لم يكن التوقيت الصحيح يُرسل من المراصد الأمريكية للاستخدام العام إلا نادرًا. كانت الساعات تُشحن يدويًا في ذلك الوقت، وكان التوقيت غير دقيق. لم تكن الدقة في التوقيت ضرورية بشكل خاص، إذ كان يكفي معرفة أن الشمس في أعلى نقطة لها في السماء عند الظهر. تغير ذلك مع وصول خطوط السكك الحديدية، مما جعل غياب التوقيت القياسي أمرًا خطيرًا. كانت القطارات تسير وفقًا لجدول زمني مُعلن، لكن عملية الجدولة كانت فوضوية. فإذا اختلف توقيت سائق القطار عن توقيت عامل التحويل ولو بدقيقة أو دقيقتين، فقد تسير القطارات على نفس المسار في نفس الوقت وتصطدم.

باستخدام الرصد الفلكي الذي جُمع من التلسكوب الجديد، ابتكر لانغلي معيارًا زمنيًا دقيقًا، يشمل المناطق الزمنية، عُرف باسم نظام توقيت أليغيني . في البداية، وزّع إشارات التوقيت على شركات مدينة أليغيني وسكة حديد بنسلفانيا . لاحقًا، أصبحت إشارات توقيت أليغيني تُرسل التوقيت الصحيح مرتين يوميًا عبر 4713 ميلًا من خطوط التلغراف إلى جميع خطوط السكك الحديدية في الولايات المتحدة وكندا. استخدم لانغلي عائدات السكك الحديدية لتمويل المرصد. ومنذ حوالي عام 1868، استمرت عائدات توقيت أليغيني في تمويل المرصد، إلى أن وفّر مرصد البحرية الأمريكية الإشارات عبر تمويل دافعي الضرائب في عام 1883.

بعد تأمين التمويل، كرّس لانغلي وقته في المرصد لدراسة الشمس في البداية. واستخدم مهاراته في الرسم - التي اكتسبها من أول وظيفة له بعد التخرج من المدرسة الثانوية - لإنتاج مئات الرسومات للظواهر الشمسية، وكان العديد منها أول ما رآه العالم. وأصبح رسمه التفصيلي المذهل لبقعة شمسية، والذي رُصد باستخدام تلسكوب فيتز-كلارك الكاسر ذي الـ 13 بوصة في المرصد عام 1873، مرجعًا كلاسيكيًا. وقد نُشر في الصفحة 21 من كتابه " علم الفلك الجديد" ، كما أُعيد طبعه على نطاق واسع في الأمريكتين وأوروبا.

في عام 1886، حصل لانغلي على ميدالية هنري درابر الافتتاحية من الأكاديمية الوطنية للعلوم لإسهاماته في الفيزياء الشمسية . ^{[ 8 ]} وفي عام 1890، نشر لانغلي نتائج رصده بالأشعة تحت الحمراء في مرصد أليغيني في بيتسبرغ بالتعاون مع فرانك واشنطن فيري، بالإضافة إلى البيانات التي جمعها من اختراعه، مقياس الإشعاع الحراري، والتي استخدمها سفانتي أرهينيوس لإجراء أولى الحسابات حول ظاهرة الاحتباس الحراري . وفي عام 1898، حصل لانغلي على جائزة جول جانسن ، وهي أرفع جائزة تمنحها الجمعية الفلكية الفرنسية .

حاول لانغلي صنع طائرة عاملة مأهولة أثقل من الهواء . حلّقت نماذجه، لكن محاولتيه للطيران المأهول لم تنجحا. بدأ لانغلي تجاربه على نماذج وطائرات شراعية تعمل بالمطاط عام ١٨٨٧. (بحسب أحد الكتب، لم يتمكن من تكرار مدة تحليق ألفونس بينو باستخدام المطاط، لكنه واصل المحاولة). بنى ذراعًا دوارًا يعمل كنفق هوائي ، وصنع نماذج طيران أكبر تعمل بمحركات بخارية مصغرة . أدرك لانغلي إمكانية الطيران المستمر عندما وجد أن  صفيحة نحاسية وزنها رطل واحد، معلقة من الذراع الدوارة بنابض، يمكن إبقاؤها محلقة بقوة شد نابض أقل من أونصة واحدة.

أدرك لانغلي أن الطائرات تحتاج إلى قوة دفع للتغلب على السحب الناتج عن السرعة الأمامية، ولاحظ أن الألواح المسطحة ذات النسبة العالية بين الطول والعرض تتمتع بقوة رفع أعلى وسحب أقل، وذكر في عام 1902 أن "الطائرة ذات الحجم والوزن الثابتين ستحتاج إلى قوة دفع أقل كلما زادت سرعتها"، وهو التأثير غير البديهي للسحب المستحث . ^{[ 9 ]}

التقى بالكاتب روديارد كيبلينج في ذلك الوقت تقريبًا، والذي وصف إحدى تجارب لانجلي في سيرته الذاتية:

عن طريق روزفلت، التقيتُ بالبروفيسور لانغلي من مؤسسة سميثسونيان، وهو رجلٌ مُسنٌّ صمّم نموذجًا لطائرة تعمل -لأن البنزين لم يكن قد وصل بعد- بمحرك غلاية صغيرة، وهي تحفةٌ فنيةٌ رائعة. حلّقت الطائرة تجريبيًا لمسافة تزيد عن مئتي ياردة، ثم غرقت في مياه نهر بوتوماك، مما أثار ضحكًا وسخريةً كبيرين لدى صحافة بلاده. تقبّل لانغلي الأمر بهدوءٍ وقال لي إنه على الرغم من أنه لن يعيش حتى ذلك الحين، إلا أنني سأرى الطائرة تُصبح واقعًا. ^{[ 10 ]}

حقق أول نجاح له في 6 مايو 1896، عندما حلّقت طائرته النموذجية رقم 5 غير المأهولة، التي تزن 11 كيلوغرامًا ، مرتين - 700 متر و 1000 متر - بعد إطلاقها من قارب في نهر بوتوماك بواسطة مقلاع. ^{[ 11 ] [ 12 ]} كانت المسافة أطول بعشر مرات من أي تجربة سابقة لطائرة أثقل من الهواء، ^{[ 13 ]} مما يدل على إمكانية تحقيق الاستقرار والرفع الكافي في مثل هذه المركبات.     

في الحادي عشر من نوفمبر من ذلك العام، حلّق نموذجه رقم 6 لمسافة تزيد عن 1500 متر . وفي عام 1898، وبناءً على نجاح نماذجه، حصل لانغلي على منحة من وزارة الحرب بقيمة 50,000 دولار أمريكي، بالإضافة إلى 20,000 دولار أمريكي من مؤسسة سميثسونيان، لتطوير طائرة مأهولة أطلق عليها اسم " أيرودروم " (وهي كلمة مشتقة من كلمات يونانية تُترجم تقريبًا إلى "عداء الهواء"). عيّن لانغلي تشارلز إم. مانلي (1876-1927) مهندسًا وطيارًا تجريبيًا . عندما تلقى لانغلي نبأ نجاح الأخوين رايت في طائرتهما الشراعية عام 1902 من صديقه أوكتاف شانوت ، حاول لقاءهما، لكنهما رفضا طلبه بلطف. 

أثناء تصميم وبناء المطار بالحجم الكامل، تم التعاقد مع المصنّع ستيفن إم. بالزر (1864-1940) لتصميم محرك الاحتراق الداخلي . ولما عجز عن إنتاج محرك بالقدرة والوزن المطلوبين، أكمل مانلي التصميم. كان هذا المحرك أقوى بكثير من محرك أول طائرة للأخوين رايت - 50 حصانًا مقابل 12 حصانًا. ولعلّ هذا المحرك، الذي كان في معظمه من العمل التقني لرجال آخرين غير لانغلي، كان المساهمة الرئيسية للمشروع في مجال الطيران. ^{[ 14 ]} كانت الطائرة المأهولة مزودة بأجنحة مزدوجة مدعومة بأسلاك (أحدهما خلف الآخر). وكان لها ذيل بينو للتحكم في الميل والانعراج، ولكن بدون تحكم في الدوران، إذ كانت تعتمد بدلاً من ذلك على زاوية الانحناء للأجنحة، كما هو الحال في النماذج، للحفاظ على طيران أفقي تقريبًا.  

على عكس تصميم الأخوين رايت لطائرة قابلة للتحكم يمكنها الطيران بمساعدة رياح معاكسة قوية والهبوط على أرض صلبة، سعى لانغلي إلى تحقيق السلامة من خلال التدرب في هواء هادئ فوق نهر بوتوماك . تطلب ذلك استخدام منجنيق للإقلاع. لم تكن الطائرة مزودة بعجلات هبوط ، إذ كانت الخطة هي الهبوط في الماء بعد إثبات الطيران، الأمر الذي كان سيستلزم، في حال نجاحه، إعادة بناء جزئية، إن لم تكن كاملة، للآلة. ^{[ 15 ]} تخلى لانغلي عن المشروع بعد حادثتي تحطم أثناء الإقلاع في 7 أكتوبر و8 ديسمبر 1903.

في المحاولة الأولى، قال لانغلي إن الجناح اصطدم بجزء من المنجنيق، مما أدى إلى سقوط المركبة في النهر "كقبضة من قذائف الهاون"، وفقًا لأحد المراسلين. وفي المحاولة الثانية، تحطمت المركبة عند خروجها من المنجنيق (هاليون، 2003؛ نالتي، 2003). ^{[ 16 ]} وقد تم انتشال مانلي سالمًا من النهر في المرتين. سخرت الصحف من الإخفاقات، وانتقد بعض أعضاء الكونغرس المشروع بشدة.

في 28 مايو 1914، قام غلين كورتيس بتعديل طائرة "أيرودروم" وحلّق بها لمسافة بضع مئات من الأقدام ، في محاولة منه لمعارضة براءة اختراع الأخوين رايت، وسعيًا من مؤسسة سميثسونيان لإنقاذ سمعة لانغلي في مجال الطيران. ^{[ 17 ]} ومع ذلك، أيدت المحاكم براءة الاختراع. إلا أن رحلات كورتيس شجعت مؤسسة سميثسونيان على عرض "أيرودروم" في متحفها باعتبارها "أول طائرة تحمل إنسانًا في تاريخ العالم قادرة على الطيران الحر المستدام". كتب فريد هوارد، موثقًا الجدل بشكل موسع: "لقد كانت كذبة صريحة، لكنها حظيت بموافقة مؤسسة سميثسونيان العريقة، وعلى مر السنين شقت طريقها إلى المجلات وكتب التاريخ والموسوعات، مما أثار استياء أولئك المطلعين على الحقائق." (هوارد، 1987). أثار إجراء مؤسسة سميثسونيان نزاعاً استمر لعقود مع الأخ رايت الباقي على قيد الحياة، أورفيل، الذي اعترض على ادعاء المؤسسة بأسبقية المطار.

على عكس الأخوين رايت واختراعهما لنظام التحكم ثلاثي المحاور ، لم يكن لدى لانغلي وسيلة فعالة للتحكم بطائرة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن التحكم بها بوزن جسم الطيار. لذا، لو حلّقت طائرة المطار بثبات، كما فعلت النماذج، لكان مانلي في خطر كبير عندما هبطت الطائرة بشكل غير متحكم به للهبوط، خاصةً إذا انحرفت عن النهر وحلّقت فوق أرض صلبة.

في عام 1880، اخترع لانغلي البولومتر ، وهو جهاز استُخدم في البداية لقياس الإشعاع تحت الأحمر البعيد. ^{[ 18 ]} وقد مكّن البولومتر العلماء من رصد تغيرات في درجة الحرارة تقل عن 1/100,000 من الدرجة المئوية. ^{[ 19 ]} ووضع هذا الاختراع الأساس لقياس كمية الطاقة الشمسية على الأرض. ونشر لانغلي بحثًا عنه عام 1881 بعنوان "البولومتر والطاقة الإشعاعية". ^{[ 20 ]} كما قام بإحدى المحاولات الأولى لقياس درجة حرارة سطح القمر، واستخدم سفانتي أرهينيوس قياسه لتداخل الإشعاع تحت الأحمر مع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض عام 1896 لإجراء أول حساب لكيفية تغير المناخ نتيجة لمضاعفة مستويات ثاني أكسيد الكربون في المستقبل. ^{[ 21 ]}

بدءًا من فترة عمله في مرصد أليغيني بمنطقة بيتسبرغ في أواخر ستينيات القرن التاسع عشر، لعب لانغلي دورًا محوريًا في تطوير خدمات توزيع الوقت الفلكية المنظمة في أمريكا خلال النصف الثاني من القرن التاسع عشر. ويُشار غالبًا إلى عمله مع خطوط السكك الحديدية في هذه المنطقة باعتباره أساسيًا في إنشاء نظام المناطق الزمنية القياسية . وقد تميزت مبيعاته الناجحة والمربحة للغاية لخدمات الوقت لسكك حديد بنسلفانيا عن العديد من المراصد غير الحكومية في ذلك الوقت، والتي كانت تعتمد بشكل كبير على تمويل أبحاثها من خلال بيع خدمات الوقت لخطوط السكك الحديدية الإقليمية والمدن التي تخدمها. ومع تزايد هيمنة المرصد البحري الأمريكي في هذا المجال، باتت هذه المراصد الإقليمية تشكل تهديدًا لمواردها، ليصبح لانغلي رائدًا في الجهود المبذولة للحفاظ على استدامة برامجها التجارية.

حمّل لانغلي نفسه مسؤولية ضياع الأموال بعد اكتشاف اختلاس المحاسب ويليام كار من مؤسسة سميثسونيان في يونيو 1905. ورفض لانغلي راتبه في أعقاب ذلك. وفي نوفمبر، أصيب بجلطة دماغية. وفي فبراير 1906، انتقل إلى أيكن، كارولاينا الجنوبية، للتعافي، لكنه أصيب بجلطة أخرى وتوفي في 27 فبراير. ودُفن في مقبرة فورست هيلز في بوسطن. ^{[ 22 ]}

تم تسمية سفن جوية وبحرية، ومرافق، ووحدة قياس الإشعاع الشمسي، وجائزة تكريماً لمركز لانغلي، بما في ذلك:

• ميدالية لانغلي الذهبية من مؤسسة سميثسونيان ^{[ 23 ]}
• مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا (NASA LaRC)، هامبتون، فيرجينيا ^{[ 24 ]}
• قاعدة لانغلي الجوية
• قاعة لانغلي في جامعة بيتسبرغ
• مدرسة لانغلي الثانوية في بيتسبرغ
• مختبر لانغلي التذكاري للملاحة الجوية
• وحدة لانغلي للإشعاع الشمسي
• جبل لانغلي في سييرا نيفادا
• يو إس إس لانغلي (CV-1)  
• يو إس إس لانغلي (دي إي-131)   ، تم وضع حجر الأساس في 10 يوليو 1942 وأعيد تسميتها إلى هامان في 1 أغسطس 1942
• يو إس إس لانغلي (CVL-27)  
• تم إلغاء مشروع مطار لانغلي البحري ، الذي كان من المقرر أن يكون واحداً من سلسلة محطات عبور الطيران عبر المحيط الأطلسي، بسبب الكساد الكبير.
• السفينة إس إس صموئيل ب. لانغلي  ، سفينة الحرية الأمريكية
• مدرسة صموئيل ب. لانغلي الابتدائية في هامبتون، فيرجينيا.

في عام 1963، تم إدخال لانغلي إلى قاعة مشاهير الطيران الوطنية في دايتون، أوهايو. ^{[ 25 ]}

في فيلم " رياح كيتي هوك" الذي صدر عام 1978 ، قام الممثل جون هويت بتجسيد شخصيته .

• محرك مانلي-بالزر

• دليل البحث عن أوراق صموئيل ب. لانغلي في أرشيفات مؤسسة سميثسونيان
• دليل البحث لمجموعة صموئيل ب. لانغلي في قسم المحفوظات بالمتحف الوطني للطيران والفضاء. مؤرشف بتاريخ 9 مارس 2012 على موقع Wayback Machine.
• صموئيل بيربونت لانغلي، الآلات الطائرة
• صموئيل بيربونت لانغلي، اختراع الطائرة
• الذكرى المئوية للطيران
• مرصد أليغيني – "غير مهزومين: العمالقة المنسيون لمرصد أليغيني؟"
• السيرة الذاتية للأكاديمية الوطنية للعلوم