La NASA capta sofisticadas imágenes de ondas de choque supersónicas

Por primera vez, la NASA ha capturado las ondas de choque de dos aviones supersónicos que interactúan en pleno vuelo, y el resultado es tan brillante que incluso los investigadores están asombrados.

En las imágenes hay dos T-38 de la Fuerza Aérea de EEUU que vuelan a velocidades supersónicas a menos de nueve metros de distancia, con una serie de ondas de choque que emanan de ambos lados. También hay una imagen de un solo T-38 volando, en lo que se describe como un «filo de cuchillo».

El registro se creó como parte de un proyecto del programa de Tecnología Supersónica Comercial de la NASA.

«Nunca soñamos que sería tan claro, tan hermoso», dice JT Heineck, un físico del Centro de Investigación Ames de la NASA.

Las imágenes son parte de una misión aeronáutica de la NASA, que está parcialmente dedicada a descubrir cómo las ondas de choque interactúan entre sí y con los chorros de humo de los aviones. El conocimiento de este fenómeno pronto podría ponerse en práctica, a medida que la agencia espacial desarrolle un avión comercial que pueda volar en silencio, incluso cuando va más rápido que la velocidad del sonido.

Es un desafío grande. Normalmente, cuando un avión vuela por el cielo, se abre paso a través de las moléculas en la atmósfera. Sin embargo, a la velocidad del sonido, estas moléculas simplemente no pueden escapar lo suficientemente rápido, por lo que comienzan a comprimirse, aumentando la presión en la parte delantera del avión.

Cuando un avión acelera más rápido que la velocidad del sonido, rompe a través de esta barrera invisible de resistencia, causando un rápido cambio en la presión, que llamamos onda de choque.

El problema es que las ondas de choque son ruidosas. Cuando se alejan de los vehículos, causan una explosión o un auge sónico que se puede escuchar en el suelo. Este efecto no es lo que se quiere de un avión comercial que vuela sobre áreas densamente pobladas, por eso la importancia de estas impresionantes imágenes.

Un avión T-38, que supera la velocidad del sonido, corta la atmósfera creando ondas de choque. Imagen: NASA.

Después de más de diez años de ajustes, la NASA finalmente ha desarrollado un sistema que puede capturar imágenes de ondas de choque de alta calidad en pleno vuelo, lo que da al equipo la oportunidad de estudiar su comportamiento con mayor detalle que nunca.

«Estoy extasiado por el resultado de estas imágenes», dice Heineck. «Con este sistema hemos mejorado tanto la velocidad como la calidad de nuestras imágenes a partir de investigaciones anteriores», agrega.

Pero capturar estas fascinantes imágenes no fue una tarea fácil. Fueron tomadas por un sistema de imágenes a bordo de un NASA B-200 King Air, cuando un par de T-38 pasaron 600 metros por debajo a velocidades supersónicas.

Esto significa que los tres aviones tienen que haber estado perfectamente alineados, en el lugar exacto y en el momento exacto, para que la imagen resultara adecuada.

«Lo que es interesante es que, si miras el T-38 trasero, ves estos choques interactuando en una curva», dice Neal Smith, ingeniero de investigación de AerospaceComputing Inc, del Centro de Investigación Ames, que describe la imagen en tonos anaranjados (arriba).

«Esto se debe a que el T-38 se está volando en la estela del avión líder, por lo que los choques tendrán una forma diferente. Estos datos realmente nos ayudarán a avanzar en nuestra comprensión de cómo interactúan estos choques», explica Smith.

Un día no lejano, los datos podrían informar la producción del X-59 Quiet SuperSonic Technology X-plane de la agencia espacial, que actualmente se está diseñando para producir ondas de choque más parecidas a ruidos silenciosos que a auges.

«Aquí estamos viendo un nivel de detalle físico que no creo que alguien haya visto antes», dice Dan Banks, ingeniero en NASA Armstrong. «De solo mirar los datos por primera vez, creo que las cosas funcionaron mejor de lo que habíamos imaginado. Este es un gran paso».

Fuente: Science Alert