Confirmado: la NASA revela la verdad detrás de los fuertes estruendos que provocan los aviones supersónicos

Los fuertes estruendos que provocan los aviones supersónicos no se producen únicamente en el momento en que una aeronave supera la barrera del sonido. En realidad, el estallido sónico acompaña al vuelo mientras el vehículo mantiene una velocidad superior a la del sonido y sus ondas de presión avanzan hacia la superficie.

La Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) explicó que existe una idea equivocada muy extendida: el boom sónico no corresponde solo al instante preciso en el cual un avión “rompe la barrera del sonido”.

El fenómeno es continuo y constituye la evidencia audible de ondas de presión invisibles.

Cuando una aeronave vuela a menor velocidad, las ondas de presión pueden extenderse a su alrededor e incluso por delante. El aire dispone de tiempo para desplazarse.

La situación cambia cuando el vehículo supera Mach 1: el avión avanza más rápido de lo que esas ondas pueden propagarse y aparecen cambios rápidos de presión denominados ondas de choque.

Estas ondas se forman alrededor de distintas partes de la aeronave. La nariz, la cabina, las alas, las entradas del motor y la cola modifican el flujo del aire. Cada componente puede originar su propia onda.

• A medida que esas perturbaciones se desplazan hacia la superficie, varias pueden reunirse.
• La NASA indicó que el proceso suele dejar dos ondas principales que finalmente alcanzan el suelo como un boom sónico.
• El ruido, por lo tanto, no corresponde a una explosión del avión, sino al efecto de esas variaciones de presión.

Las ondas se expanden desde la trayectoria de vuelo y cubren una amplia superficie. Esto explica por qué muchas personas pueden escuchar el mismo fenómeno aunque se encuentren en puntos distintos.

La altura también modifica la experiencia. Un boom producido por una aeronave a 55.000 pies (16.764 metros) tarda casi un minuto en alcanzar la superficie. Para entonces, el vehículo puede encontrarse varios kilómetros por delante del punto hacia el cual mira la persona que escuchó el ruido.

El sonido tampoco resulta idéntico en todos los lugares. La forma de la aeronave, la ruta que sigue y las condiciones de la atmósfera influyen sobre lo que finalmente llega al oído. Dos personas ubicadas relativamente cerca pueden percibir la misma pasada de manera diferente.

Una puede escuchar un solo golpe marcado. Otra puede distinguir dos sonidos separados por un intervalo corto. En ciertos casos, el resultado puede parecer un ruido más suave.

Este comportamiento forma parte de los desafíos que durante décadas limitaron los vuelos supersónicos comerciales sobre tierra. La NASA señaló que el ruido generado por los booms sónicos llevó a establecer restricciones en Estados Unidos y otros países.

La investigación de la agencia sobre el fenómeno derivó en el X-59, una aeronave experimental diseñada con una forma especial. Su objetivo consiste en volar por encima de la velocidad del sonido y reemplazar el estruendo tradicional por un golpe sónico más suave.

El X-59 forma parte de la misión Quesst. La NASA estudia con este programa cómo se forman las ondas, cómo atraviesan la atmósfera y de qué manera puede reducirse el ruido que finalmente llega al suelo.

Las investigaciones incluyen modelos computacionales, laboratorios acústicos, túneles de viento, micrófonos, sensores y pruebas con aeronaves. La agencia también analiza la respuesta de las personas y de las estructuras frente a las ondas de choque.

El estudio no se limita a una única clase de avión. Otras aeronaves supersónicas también deben enfrentar las consecuencias físicas de superar la velocidad a la que se propaga el sonido.

La página oficial de la misión Quesst identifica a Lockheed Martin como contratista principal del proyecto. También señala 2025 como el año del primer vuelo y establece una duración prevista de la misión hasta 2029.

Una de las próximas etapas de Quesst apunta a medir cómo reaccionan distintas comunidades ante los sonidos del X-59. La NASA prevé volar la aeronave sobre zonas habitadas y recopilar las respuestas de las personas.

La agencia entregará esos datos a los organismos reguladores. El propósito consiste en aportar información para eventuales estándares internacionales sobre niveles aceptables de ruido para vuelos comerciales supersónicos sobre tierra. El esquema podría sustituir un límite basado en la velocidad por otro centrado en el nivel de sonido.