Capturan por primera vez la fusión de ondas de choque supersónicas

Dos aviones de la Fuerza Aérea de EE.UU. alcanzaron tal velocidad en el aire —mayor que la velocidad del sonido— y viajaron tan juntos uno del otro que las ondas de choque emanadas de las naves comenzaron a fusionarse. Momento que fue capturado en fotografía por la NASA.

Las instantáneas son las primeras fotografías de dos ondas de choque supersónicas (ondas de presión) interactuando en el aire, y son asombrosas. Parece como si la atmósfera se doblara y se crearan olas, tal como lo hace una embarcación en el mar.

Cuando la velocidad de un avión es superior a la del sonido —i.e. sobre los 1235 km/h—, se mueve más rápido que las ondas que crea a su paso. Y dado que las moléculas del aire no pueden mantener la misma velocidad, comienzan a comprimirse. Esto crea un rápido incremento de la presión frente al avión, resultando en una onda de choque totalmente diferente: una supersónica.

A pesar que los humanos no pueden ver estas ondas a simple vista, pueden oírlas fusionándose a medida que se desplazan por la atmósfera, con un sonido parecido a un trueno, llamado «boom o estampido sónico».

En este caso, y gracias a una nueva tecnología capaz de realizar tomas a una velocidad de 1.400 cuadros por segundo a una altura máxima de nueve kilómetros, sí pudimos verlas.

Las imágenes sobre estas líneas muestran dos jets T-38 volando en formación a una distancia de unos 10 metros uno del otro, con el avión de arrastre unos 3 metros por debajo del que está en frente. Una aeronave B-200 King Air de la NASA capturó los flujos supersónicos mientras volaba por encima.

Sinconización extrema

Esta nueva tecnología de imágenes desarrollada por la NASA se llama AirBOS (Air-to-Air Background Oriented Schlieren) y es una mejora sustancial de la técnica conocida como «fotografía de Schlieren». La única limitación es que la misma solo funciona durante tres segundos, por lo que la captura lograda en pleno aire podría considerarse una proeza de la sincronización.

Adicional al par de tomas de los dos jets T-38, hay una foto más a un tercer avión T-38 que vuela en solitario, donde el objetivo era poder capturarlo desde su lateral al momento de romper la barrera del sonido. Imagen que por cierto se muestra en su estado original en blanco y negro, ya que las dos anteriores fueron coloreadas para hacer énfasis en las ondas de choque e identificarlas con mayor facilidad.

«El mayor desafío fue tratar de obtener el tiempo correcto para asegurarnos de que pudiéramos obtener estas imágenes», dijo Heather Maliska, una gerente del proyecto AirBOS. «Estoy absolutamente contenta con la forma en que el equipo pudo lograr esto. Nuestro equipo de operaciones ha hecho este tipo de maniobra antes. Saben cómo alinearse, y nuestros pilotos de la NASA y los pilotos de la Fuerza Aérea hicieron un gran trabajo al estar donde tenían que estar». A lo que agregó: «Fueron estrellas de rock».

Nuevo avión supersónico

Pero más allá de probar el sistema AirBOS, los datos  recopilados durante el experimento tienen una segunda intención: el desarrollo del X-59 Quiet SuperSonic Technology X-plane, el nuevo avión supersónico en el que está trabajando la NASA, y que buscan sea el más rápido y silencioso de la historia.

Como sabemos, hoy día existe una prohibición para los aviones supersónicos que indica que deben volar a una cierta altitud o sobre los océanos al momento de efectuar el «boom sónico», ya que este fuerte estallido puede afectar tanto a los seres humanos, como animales y hasta algunas estructuras.

X-59 QueSST.

De ahí la importancia de las fotos de las ondas de choque, ya que con esto la NASA estará en posición de abrir nuevas investigaciones y pruebas que lleven al X-59 QueSST a convertirse en el primer avión «supersónico silencioso», y que traería de vuelta los vuelos comerciales de mayor velocidad.

Las pruebas del X-59 QueSST están planeadas para el año 2022.

Fuente: NASA. Edición: George Dvorsky/Raúl Álvarez.