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サミュエル・ピアポント・ラングレー（1834年8月22日- 1906年2月27日）は、アメリカの 航空パイオニア、天文学者、物理学者であり、ボロメーターを発明した人物である。彼はスミソニアン協会の第3代事務局長を務め、ピッツバーグ大学の天文学教授であり、同大学のアレゲニー天文台の所長でもあった。
ラングレーは1834年8月22日にボストンのロクスベリーで生まれた。 [ 3 ]
ラングレーはボストン・ラテン・スクールに通い、ボストン・イングリッシュ・ハイスクールを卒業後、ハーバード大学天文台の助手となった。その後、名目上は数学教授として米国海軍兵学校に移ったが、実際には兵学校の小さな天文台を修復するために派遣された。1867年、彼はアレゲニー天文台の所長とピッツバーグ大学（当時はペンシルベニア西部大学として知られていた）の天文学教授となり、1887年にスミソニアン協会の第3代長官に就任する一方、1891年までその職を務めた。同年（1887年）、マンチェスター文学哲学協会はラングレーに名誉会員の称号を授与した。[ 4 ]
ラングレーはスミソニアン天体物理観測所の創設者である。1875年にアメリカ哲学協会の会員に選出された。[ 5 ] 1888年にアメリカ古物協会の会員に選出された。[ 6 ] 1898年にフランス天文学会の最高賞であるジュール・ジャンセン賞を受賞した。
ラングレーは1867年にピッツバーグに到着し、アレゲニー天文台の初代所長に就任した。天文台は経営難に陥り、ペンシルベニア西部大学に譲渡されていた。当時、天文台は混乱状態にあり、機器は故障し、図書館はなく、建物は修理が必要だった。ピッツバーグの産業界のリーダーであるウィリアム・ソー・シニアの友情と援助により、ラングレーは天文台の機器を改良し、追加の装置を製作することができた。新しい機器の1つは、星が天球子午線を通過するときの位置を観測するために使用される小型の子午線望遠鏡だった。[ 7 ]
彼は主に都市や鉄道に標準時を配布することで、省の資金を集めた。それまで、アメリカの天文台から一般向けに正確な時刻が送られることは稀だった。当時、時計は手動で巻き上げられており、時刻は不正確になりがちだった。正確な時刻は特に必要とされていなかった。正午に太陽がその日最も高い位置にあることを知っていれば十分だった。鉄道の登場によって状況は一変し、標準時がないことが危険なものとなった。列車は公表された時刻表に従って運行されていたが、運行スケジュールは混乱していた。機関士と分岐器操作員の時計が1、2分ずれるだけでも、列車が同じ線路に同時に現れて衝突する可能性があった。
ラングレーは、新しい望遠鏡で得られた天体観測データを用いて、タイムゾーンを含む正確な時刻基準を考案し、それがアレゲニー時刻システムとして知られるようになった。当初、彼はアレゲニー市の企業やペンシルベニア鉄道に時刻信号を配信した。最終的には、1日に2回、アレゲニー時刻信号が4,713マイルの電信線を通して、米国とカナダのすべての鉄道に正確な時刻を伝えるようになった。ラングレーは鉄道からの収益を天文台の資金に充てた。1868年頃からアレゲニー時刻からの収益が天文台の資金源となり、1883年に米国海軍天文台が納税者の資金で時刻信号を提供するようになるまで続いた。
資金が確保されると、ラングレーは天文台で当初は太陽の研究に専念した。高校卒業後の最初の仕事で培った製図技術を活かし、太陽現象のスケッチを数百枚も描き上げた。その多くは世界で初めて目にするものだった。天文台の13インチ・フィッツクラーク屈折望遠鏡で観測した、1873年の太陽黒点の驚くほど詳細なイラストは、古典となった。このイラストは彼の著書『新天文学』の21ページに掲載されており、アメリカ大陸やヨーロッパでも広く再版された。
1886年、ラングレーは太陽物理学への貢献により、米国科学アカデミーから初代ヘンリー・ドレイパー・メダルを授与された。[ 8 ] 1890年にピッツバーグのアレゲニー天文台でフランク・ワシントン・ベリーと共に行った赤外線観測の発表と、彼が発明したボロメーターで収集したデータは、スヴァンテ・アレニウスが温室効果に関する最初の計算を行う際に使用された。1898年、ラングレーはフランス天文学会の最高賞であるジュール・ジャンセン賞を受賞した。
ラングレーは、実際に操縦可能な重航空機を作ろうと試みた。彼の模型は飛んだが、操縦飛行の試みは2回とも成功しなかった。ラングレーは1887年にゴム動力の模型やグライダーの実験を始めた。（ある本によると、彼はゴム動力でアルフォンス・ペノーの飛行時間を再現することはできなかったが、それでも諦めなかった。）彼は風洞のように機能する回転アームを作り、小型蒸気機関で動く大型の飛行模型を作った。ラングレーは、回転アームからバネで吊り下げられた1ポンドの真鍮板が、1オンス未満のバネの張力で空中に保持できることを発見したとき 、持続的な動力飛行が可能だと気づいた。
ラングレーは、航空機は前進速度による抗力を克服するために推力が必要であることを理解し、アスペクト比の高い平板は揚力が高く抗力が低いことを観察し、1902年に「一定のサイズと重量の飛行機は、飛行速度が速いほど推進力は少なくて済む」と述べ、誘導抗力の直感に反する効果を示した。[ 9 ]
彼はこの頃、作家のラドヤード・キプリングと出会い、キプリングは自伝の中でラングレーの実験の一つについて述べている。
ルーズベルトを通じて、私はスミソニアン博物館のラングレー教授と知り合いました。彼は老齢の男性で、ガソリンがまだ普及していなかった時代に、小型のフラッシュボイラーエンジンで駆動する模型飛行機を設計しました。それは繊細な職人技の傑作でした。試験飛行で200ヤード以上飛行した後、ポトマック川の水に沈んでしまい、彼の国の報道機関は大いに笑い、笑い話にしました。ラングレーはそれを冷静に受け止め、自分はその時まで生きられないだろうが、飛行機が実用化されるのを私が見ることになるだろうと私に言いました。[ 10 ]
彼の最初の成功は1896年5月6日に訪れた。重量25ポンド（11kg ）の無人機5号機が、ポトマック川の船からカタパルトで発射され、 2,300フィート（700m ）と3,300フィート（1,000m ）の2回の飛行に成功した。 [ 11 ] [ 12 ]この距離は、それまでの空気より重い飛行機の実験の10倍の長さであり、[ 13 ]このような機体でも安定性と十分な揚力が得られることを証明した。
同年11月11日、彼の6号機は5,000フィート（1,500メートル）以上飛行した。1898年、模型の成功に基づき、ラングレーは陸軍省から5万ドル、スミソニアン博物館から2万ドルの助成金を受け、有人飛行機の開発に着手した。彼はそれを「エアロドローム」（ギリシャ語で「空を駆ける者」と訳される言葉から造語）と呼んだ。ラングレーはチャールズ・M・マンリー（1876年～1927年）をエンジニア兼テストパイロットとして雇った。ラングレーは友人のオクターブ・シャヌートからライト兄弟の1902年のグライダーの成功を知らされ、ライト兄弟に会おうとしたが、彼らは丁重に彼の要請をかわした。
実物大の飛行場が設計・建設されている間、内燃機関は製造業者のスティーブン・M・バルザー（1864～1940）に委託された。彼が指定された出力と重量のエンジンを製造できなかったため、マンリーが設計を完成させた。このエンジンは、ライト兄弟の最初の飛行機のエンジンよりもはるかに強力で、 12馬力に対して50馬力だった 。エンジンは、主にラングレー以外の人物の技術的な作業によるもので、おそらくこのプロジェクトが航空にもたらした最大の貢献だった。[ 14 ] 有人機は、ワイヤーで支えられたタンデム翼（前後に1枚ずつ）を備えていた。ピッチとヨーの制御にはペノー尾翼が使われていたが、ロールの制御はなく、代わりにモデルと同様に翼の二面角に頼ってほぼ水平飛行を維持していた。
ライト兄弟が設計した、強い向かい風を利用して飛行し、しっかりとした地面に着陸できる操縦可能な飛行機とは対照的に、ラングレーはポトマック川上空の無風状態で練習することで安全性を求めた。そのためにはカタパルトによる発射が必要だった。機体には着陸装置がなく、飛行実証後に水面に降下する計画だった。もし飛行が成功すれば、機体の一部、あるいは全部を再構築する必要があった。[ 15 ]ラングレーは1903年10月7日と12月8日の離陸時の2回の墜落事故の後、このプロジェクトを断念した。
最初の試みでは、ラングレーは翼がカタパルトの一部に接触し、ある記者によると「モルタルの塊のように」川に墜落したと述べた。2回目の試みでは、機体はカタパルトから飛び出した際にバラバラになった（Hallion、2003年、Nalty、2003年）。[ 16 ]マンリーはどちらの場合も川から無傷で回収された。新聞は失敗を大々的に取り上げ、議会の一部議員はこの計画を強く批判した。
1914年5月28日、エアロドロームはグレン・カーチスによって改造され、数百フィート飛行した。これは、ライト兄弟の特許に対抗する試みの一環であり、スミソニアン協会がラングレーの航空における評判を回復しようとする試みでもあった。[ 17 ]それにもかかわらず、裁判所は特許を支持した。しかし、カーチスの飛行はスミソニアン協会に勇気を与え、エアロドロームを「世界史上初の持続的な自由飛行が可能な有人飛行機」として博物館に展示するに至った。この論争を詳細に記録したフレッド・ハワードは次のように書いている。「それは紛れもない嘘だったが、由緒あるスミソニアン協会のお墨付きを得て、長年にわたって雑誌、歴史書、百科事典に掲載され、事実を知っている人々を大いに苛立たせた。」(ハワード、1987)。スミソニアン博物館のこの行動は、ライト兄弟の存命者オービルとの数十年にわたる確執を引き起こした。オービルは、飛行場に関する同博物館の優先権主張に異議を唱えた。
ライト兄弟が三軸制御を発明したのとは異なり、ラングレーは操縦者の体重だけでは操縦できないほど大きな飛行機を効果的に制御する方法を持っていなかった。そのため、もしエアロドロームが模型のように安定して飛行していたとしても、着陸のために制御不能な状態で降下した際には、マンリーは相当な危険にさらされていただろう。特に、飛行機が川から離れて固い地面に逸れてしまった場合はなおさらだ。
1880年、ラングレーはボロメーターを発明しました。これは当初、遠赤外線放射を測定するために使用された装置です。[ 18 ]ボロメーターのおかげで、科学者は摂氏10万分の1度以下の温度変化を検出できるようになりました。[ 19 ]これは地球上の太陽エネルギー量の測定の基礎を築きました。彼は1881年に「ボロメーターと放射エネルギー」という論文を発表しました。[ 20 ]彼は月の表面温度を測定する最初の試みの1つを行い、地球の大気中の二酸化炭素による赤外線放射の干渉の彼の測定は、 1896年にスヴァンテ・アレニウスによって、将来の二酸化炭素濃度の倍増による気候の変化を初めて計算するために使用されました。[ 21 ]
1860年代後半にピッツバーグ近郊のアレゲニー天文台に着任したラングレーは、19世紀後半にかけてアメリカにおける天文学に基づいた規制された時刻配信サービスの開発において主要な役割を果たした。この地域における鉄道会社との協力は、標準時制度の確立に大きく貢献したとよく言われる。ペンシルベニア鉄道への時刻販売は大成功を収め、大きな利益を上げたが、当時、地方鉄道やその沿線都市への時刻販売によって研究資金を賄っていた多くの非政府系天文台の中で、ラングレーは際立っていた。米国海軍天文台がこの分野で支配力を増すにつれ、これらの地方天文台の生計が脅かされるようになり、ラングレーは商業プログラムの存続可能性を維持するための取り組みのリーダーとなった。
ラングレーは、1905年6月にスミソニアン協会の会計士ウィリアム・カーが協会から横領していたことが発覚した後、資金の損失について自らの責任を認めた。ラングレーはその後、給与の受け取りを拒否した。11月には脳卒中を起こした。1906年2月には療養のためサウスカロライナ州エイケンに移ったが、再び脳卒中を起こし、2月27日に死去した。ボストンのフォレストヒルズ墓地に埋葬された。[ 22 ]
ラングレーの功績を称え、航空機や船舶、施設、太陽放射量の単位、賞などが命名されている。
1978年の映画『キティホークの風』では、俳優のジョン・ホイトが彼を演じた。