Arrivando 49, 000 piedi sopra il sito di prova, più in alto di quanto volano le compagnie aeree, Il pilota collaudatore della NASA Armstrong Flight Research Center Jim "Clue" Less spegne i postbruciatori del suo F/A-18 muovendosi poco prima di Mach 1, la velocità del suono, o circa 630 mph a questa altitudine.

Ci sono voluti quasi tutto questo aereo per raggiungere questa vetta nel cielo, ma non resterà a lungo. Far rotolare dolcemente il jet da combattimento riproposto in modo che il cielo e la terra si siano scambiati di posto, L'indizio tira indietro il bastone e punta il naso verso il basso.

Sta mirando a un punto specifico sul terreno dove, da qualche parte più avanti, I ricercatori della NASA ascoltano il cielo mentre centinaia di volontari reclutati svolgono le loro attività quotidiane, pronti a riferire su cosa succede dopo, se notano qualcosa.

Con l'aiuto della gravità e dei postbruciatori riaccesi, il bimotore scende con grazia come un mattone e accelera rapidamente, come in un movimento davvero veloce. L'indizio fa rotolare di nuovo l'F/A-18 per riportare il cielo al suo posto e colpisce Mach 1.

Le molecole d'aria iniziano immediatamente a protestare contro l'intrusione di questo jet supersonico generando dozzine di minuscole onde d'urto, che mentre si allontanano dall'aereo si uniscono per raggrupparsi in due distinte onde d'urto davanti e dietro l'F/A-18.

Normalmente, chiunque si trovi a terra mentre l'aereo veloce vola sopra la sua testa sperimenterebbe queste due onde d'urto sentendo un, spesso sorprendente, per qualche fastidioso, e solitamente da non dimenticare BOOM-BOOM!

Ma questa immersione supersonica è tutt'altro che normale.

Avendo raggiunto una velocità massima di Mach 1.1 durante un'immersione curva molto ripida, con sempre più terreno che riempie rapidamente la vista dall'abitacolo, L'indizio tira ancora una volta indietro il bastone.

Il suo corpo preme contro il sedile mentre mira a tirare fuori a 3,5 g, o tre volte e mezzo la gravità normale:solo un altro giorno in ufficio per un pilota di ricerca della NASA.

Mentre l'F/A-18 della NASA riprende a salire, permettendo a Clue di prepararsi per un'altra immersione, e avendo toccato il fondo a circa 32, 000 piedi, qualcosa di interessante accade alle onde d'urto supersoniche emanate dall'aereo grazie a questa manovra.

Direttamente sotto l'aereo le onde d'urto si concentrano in un rumore molto forte, coppia focalizzata di boom sonici. Non è sufficiente energia per causare danni o lesioni, ma è assolutamente abbastanza rumoroso da attirare l'attenzione immediata se qualcuno si trova sotto.

Nel frattempo, poche miglia prima del punto di immersione, le onde d'urto supersoniche obbediscono diligentemente alle leggi della fisica – in questo caso leggi che hanno a che fare con l'energia. Se l'energia del boom sonico dell'F/A-18 è focalizzata e rafforzata in una direzione, allora le onde d'urto devono espandersi e indebolirsi nell'altra direzione.

Il risultato in quell'area:un paio di silenziosi rimbombi sonori - tonfi morbidi, davvero – quali persone a terra, compresi quei ricercatori della NASA e volontari residenti, potrebbe a malapena notare, se sentono qualcosa.

Misurare la percezione pubblica

Così, cos'è questo? Avviso o no?

Gli innovatori aeronautici della NASA sono determinati a scoprire, e con buona ragione.

L'agenzia ha recentemente assegnato alla Lockheed Martin Aeronautics Company un contratto da 247,5 milioni di dollari per costruire un aereo X più veloce del suono, ora con la designazione ufficiale di X-59 "QueSST", che dimostrerà tecnologie supersoniche silenziose in volo rettilineo e livellato su un vasta area.

Questo è un enorme miglioramento rispetto all'immersione dell'F/A-18, che può solo "simulare" il tonfo sonoro più silenzioso su un'area molto limitata al di sotto, prima del suo punto di mira.

Parte della missione di dimostrazione di volo con braccio basso, l'X-59 è sagomato in modo che le onde d'urto supersoniche non si uniscano per creare i caratteristici boom sonici, che ha spinto il governo a vietare il volo supersonico sulla terra anni fa.

"Con l'X-59 avrai ancora più onde d'urto a causa delle ali dell'aereo che creano portanza e il volume dell'aereo. Ma la forma dell'aereo è accuratamente adattata in modo tale che quelle onde d'urto non si combinino, " ha detto Ed Haering, un ingegnere aerospaziale della NASA ad Armstrong.

"Invece di ottenere un forte boom-boom, otterrai almeno due suoni silenziosi, se anche li senti affatto, "Haer ha detto.

Una volta costruito, e le sue silenziose tecnologie supersoniche confermate, La NASA intende far volare l'X-59 su diverse città o paesi degli Stati Uniti – ancora da selezionare – e raccogliere dati dai residenti a terra sulla loro percezione del suono generato dall'aereo supersonico.

I ricercatori della NASA sono fiduciosi che i risultanti dati di risposta della comunità consentiranno ai responsabili delle regole federali e internazionali di scrivere nuove normative che consentano il volo supersonico sulla terra, e quindi aprire un mercato completamente nuovo per i viaggi aerei supersonici commerciali.

Per prepararsi a quei sorvoli comunitari, previsto per iniziare nel 2023, Gli ingegneri acustici della NASA vorrebbero testare e perfezionare i loro metodi di ricerca per misurare i livelli sonori sul campo e condurre sondaggi di risposta del pubblico.

"Ecco perché l'F/A-18 è così importante per noi come strumento. Mentre la costruzione dell'X-59 continua, possiamo usare quella manovra di immersione per generare silenziosi colpi sonori su un'area specifica, "Haer ha detto.

Un primo test della metodologia di ricerca utilizzando l'F/A-18 è stato condotto nel 2011 con l'aiuto della comunità militare che vive nella base della Edwards Air Force Base in California.

Il progetto Waveforms and Sonic boom Perception and Response ha raccolto dati da un gruppo selezionato di oltre 100 residenti volontari sui loro atteggiamenti individuali nei confronti dei boom sonici prodotti dall'F/A-18 in volo supersonico su Edwards.

Galveston, Oh, Galveston

Ora i ricercatori vogliono portare lo spettacolo sulla strada e provare la stessa cosa su una comunità che non è abituata ai boom sonici che risuonano regolarmente in un dato giorno come è la comunità di Edwards.

Usando l'F/A-18 e la sua capacità di mirare a bassi colpi sonori su un'area specifica, squadre di Armstrong, Langley Research Center in Virginia, e il Johnson Space Center in Texas, insieme ai partner del settore, hanno in programma di condurre una serie di voli per la raccolta di dati su Galveston, Texas, nel novembre 2018.

La città della costa del Golfo è stata scelta perché vicina al Golfo del Messico, che consente all'F/A-18 di mantenere i suoi rimbombi sonici più forti (vicino al punto di immersione) in mare aperto, mentre lancia i tonfi sonori più silenziosi (molto avanti rispetto al punto di immersione) a Galveston.

Almeno 500 volontari residenti saranno sollecitati a fornire input a un sito Web sicuro su ciò che hanno sentito, se qualcosa, e cosa provavano riguardo al suono.

Allo stesso tempo, sensori audio posizionati strategicamente in giro per la città forniranno ai ricercatori una misura della verità scientifica su quanto fosse veramente forte il rumore.

"Non sapremo mai esattamente cosa hanno sentito tutti. Non avremo un monitor del rumore sulla spalla all'interno della loro casa. Ma vorremmo almeno avere una stima della gamma di livelli di rumore che hanno effettivamente sentito, " ha detto Alexandra Loubeau, Il team della NASA è a capo della ricerca sulla risposta della comunità del boom sonico a Langley.

I ricercatori hanno in mente un livello di decibel percepito target per l'aereo X - un numero che anche l'F/A-18 può generare con le sue immersioni - che pensano sarà accettabile per la comunità.

I dati pratici registrati a Galveston potrebbero iniziare a dimostrare la loro teoria su quale dovrebbe essere il giusto livello di rumore, ma non sarà fino a quando l'X-59 non inizierà a volare e finirà i suoi sorvoli comunitari che verranno tratte le conclusioni finali.

"Il test in autunno ci aiuterà davvero a perfezionare il modo in cui faremo le domande del sondaggio, come stiamo effettuando le misurazioni del rumore, e poi come stiamo conducendo l'analisi dei dati, " ha detto Loubeau.