Για έξι μήνες, το 1964, ο ουρανός πάνω από την Οκλαχόμα Σίτι βούιζε καθημερινά από στρατιωτικά αεροσκάφη που προκαλούσαν επίτηδες εκκωφαντικά sonic booms.
Συνολικά καταγράφηκαν 1.253 υπερηχητικές εκρήξεις, στο πλαίσιο ενός αμφιλεγόμενου πειράματος της αμερικανικής Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Αεροπορίας, της FAA, η οποία ήθελε να μετρήσει πόσο ανεκτικό θα ήταν το κοινό στις υπερηχητικές πτήσεις.
Το αποτέλεσμα ήταν καθοριστικό. Οι αντιδράσεις, οι αγωγές και οι καταγγελίες για ζημιές συνέβαλαν στη σταδιακή πολιτική και ρυθμιστική αποδόμηση του ονείρου της εμπορικής υπερηχητικής αεροπορίας στις ΗΠΑ.
Το 1973, η FAA ουσιαστικά απαγόρευσε τις πολιτικές υπερηχητικές πτήσεις πάνω από την ξηρά, απαγορεύοντας στα πολιτικά αεροσκάφη να ξεπερνούν το Mach 1. Το Concorde έμεινε το μόνο εμπορικό υπερηχητικό αεροσκάφος, πετώντας από το 1976 έως το 2003, χωρίς ποτέ να αποκτήσει πραγματικό διάδοχο.
Πενήντα χρόνια αργότερα, αυτό μπορεί να αλλάξει.
Η FAA ανοίγει ξανά την πόρτα
Τον Ιούνιο, η FAA παρουσίασε πρόταση για νέο πλαίσιο κανόνων στις υπερηχητικές πτήσεις.
Το κρίσιμο στοιχείο είναι ότι οι ΗΠΑ εξετάζουν μετάβαση από ένα σύστημα που βασίζεται στην ταχύτητα σε ένα σύστημα που βασίζεται στον θόρυβο. Με άλλα λόγια, το ζήτημα δεν θα είναι απλώς αν ένα αεροσκάφος πετά πάνω από το Mach 1, αλλά αν ο ήχος που φτάνει στο έδαφος είναι ανεκτός.
Η υπηρεσία στοχεύει να οριστικοποιήσει τα νέα πρότυπα έως τα μέσα του 2027.
Αν αυτό συμβεί, θα μπορούσε να ανοίξει ο δρόμος για την επιστροφή των υπερηχητικών επιβατικών πτήσεων πάνω από την αμερικανική ενδοχώρα, υπό την προϋπόθεση ότι η βιομηχανία θα λύσει το μεγάλο πρόβλημα: το εκρηκτικό κύμα πίεσης που προκαλείται όταν ένα αεροσκάφος σπάει το φράγμα του ήχου.
Τι είναι το sonic boom
Όταν ένα αεροπλάνο ή διαστημικό σκάφος ξεπερνά την ταχύτητα του ήχου, δημιουργεί ένα ισχυρό κρουστικό κύμα.
Στο έδαφος, αυτό γίνεται αντιληπτό σαν δυνατός, απότομος κρότος, συχνά σαν έκρηξη. Μπορεί να τρομάξει ανθρώπους, να προκαλέσει ζημιές σε παράθυρα ή τοίχους και, σύμφωνα με ορισμένες έρευνες, να επηρεάσει ακόμη και την ανθρώπινη υγεία όταν επαναλαμβάνεται συστηματικά.
Στο πείραμα της Οκλαχόμα Σίτι, έρευνα του Πανεπιστημίου του Σικάγο έδειξε ότι το 73% των κατοίκων δήλωσε πως θα μπορούσε να ζήσει με τέτοιους ήχους. Ωστόσο, η FAA δέχθηκε περίπου 12.400 καταγγελίες, ενώ υποχρεώθηκε να αποζημιώσει κατοίκους για ζημιές σε παράθυρα και τοίχους.
Αυτή η εμπειρία βαραίνει ακόμη τη συζήτηση.
Δύο διαφορετικές λύσεις
Σήμερα, δύο βασικές προσεγγίσεις επιχειρούν να επαναφέρουν τις υπερηχητικές πτήσεις χωρίς να επαναλάβουν το πρόβλημα του παρελθόντος.
Η πρώτη προέρχεται από την Boom Supersonic, εταιρεία με έδρα το Κολοράντο, η οποία επενδύει σε μια τεχνική που ονομάζεται Mach cutoff ή «boomless cruise».
Η δεύτερη προέρχεται από τη NASA, η οποία αναπτύσσει το πειραματικό αεροσκάφος X-59, σχεδιασμένο ώστε να μετατρέπει τον εκκωφαντικό κρότο σε έναν πολύ ηπιότερο ήχο, περισσότερο σαν «χτύπο» παρά σαν έκρηξη.
Οι δύο μέθοδοι δεν είναι ίδιες. Η Boom προσπαθεί να εμποδίσει το sonic boom να φτάσει στο έδαφος. Η NASA προσπαθεί να κάνει το ίδιο το boom πολύ πιο αδύναμο.
Η μέθοδος Mach cutoff
Η τεχνική Mach cutoff βασίζεται στη φυσική της ατμόσφαιρας.
Το αεροσκάφος πετά σε σχετικά μεγάλο ύψος, συνήθως πάνω από τα 30.000 πόδια, και χρησιμοποιεί ακριβή υπολογισμό ταχύτητας, υψομέτρου, θερμοκρασίας και ανέμων.
Αν όλα γίνουν σωστά, το κρουστικό κύμα που παράγεται όταν το αεροπλάνο σπάει το φράγμα του ήχου καμπυλώνει προς τα πάνω, λόγω των διαφορών θερμοκρασίας και ανέμου ανάμεσα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και τον αέρα κοντά στο έδαφος.
Έτσι, ο θόρυβος δεν φτάνει ποτέ στους ανθρώπους από κάτω.
Ο ιδρυτής και CEO της Boom Supersonic, Μπλέικ Σολ, υποστηρίζει ότι η διαδικασία θα είναι απλή για τους πιλότους. Στο μελλοντικό αεροσκάφος της εταιρείας, το Overture, θα υπάρχει ουσιαστικά ένα κουμπί «quiet», το οποίο θα ρυθμίζει αυτόματα την ταχύτητα ώστε το αεροπλάνο να πετά όσο πιο γρήγορα γίνεται χωρίς ακουστό boom στο έδαφος.
Πάνω από τον ωκεανό, όπου δεν υπάρχει το ίδιο πρόβλημα, το αεροσκάφος θα μπορεί να επιταχύνει περισσότερο.
Το όριο της λύσης της Boom
Η προσέγγιση της Boom έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα: δεν απαιτεί ένα εντελώς ριζοσπαστικό σχήμα αεροσκάφους.
Αυτό μπορεί να επιταχύνει την επιστροφή των υπερηχητικών πτήσεων.
Έχει όμως και περιορισμούς. Για να λειτουργήσει το Mach cutoff, το αεροσκάφος πρέπει να πετά μόνο λίγο πάνω από την ταχύτητα του ήχου, συνήθως γύρω στο Mach 1,1, αν και η Boom υποστηρίζει ότι το φαινόμενο μπορεί να αξιοποιηθεί έως και περίπου Mach 1,3.
Αυτό σημαίνει ότι οι πτήσεις θα είναι ταχύτερες από τις σημερινές, αλλά όχι τόσο γρήγορες όσο το πλήρες όραμα των υπερηχητικών μετακινήσεων.
Επιπλέον, η μέθοδος εξαρτάται έντονα από τις καιρικές συνθήκες. Σε ορισμένες ημέρες, λόγω θερμοκρασίας, ανέμων ή άλλων παραμέτρων, μπορεί να μην είναι εφικτή.
Το X-59 της NASA και το «ήσυχο» sonic boom
Η NASA ακολουθεί διαφορετικό δρόμο.
Το πειραματικό X-59 έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μην δημιουργεί ένα ισχυρό, συγκεντρωμένο κρουστικό κύμα.
Το αεροσκάφος έχει μακρύ, λεπτό ρύγχος, εξαιρετικά λείο κάτω μέρος και δεν διαθέτει συμβατικό μπροστινό παράθυρο. Ο πιλότος βλέπει μέσω οθόνης υψηλής ευκρίνειας που αναπαράγει ψηφιακά την εξωτερική εικόνα.
Στόχος είναι το αεροσκάφος να παράγει στο έδαφος έναν ήχο αντίστοιχο με το κλείσιμο πόρτας αυτοκινήτου από απόσταση περίπου 6 μέτρων, αντί για εκκωφαντική έκρηξη.
Η λογική είναι απλή αλλά απαιτητική: αντί τα διάφορα κρουστικά κύματα του αεροσκάφους να ενωθούν σε δύο ισχυρά κύματα, ένα μπροστά και ένα πίσω, το σχήμα του X-59 τα διατηρεί πιο αδύναμα και πιο απλωμένα.
Έτσι, όταν φτάνουν στο έδαφος, δεν ακούγονται σαν boom αλλά σαν ηπιότερος «χτύπος».
Οι δοκιμές πάνω από κοινότητες
Η NASA θέλει να συγκεντρώσει αρκετά δεδομένα ώστε ο Διεθνής Οργανισμός Πολιτικής Αεροπορίας να μπορέσει να καθορίσει νέους παγκόσμιους κανόνες για τα sonic booms έως το 2031.
Το κρίσιμο στάδιο θα είναι οι δοκιμές πάνω από κατοικημένες περιοχές, οι οποίες θυμίζουν, αλλά με διαφορετικούς όρους, το πείραμα της Οκλαχόμα Σίτι.
Η διαφορά, σύμφωνα με τη NASA, είναι ότι αυτή τη φορά ο ήχος θα είναι πολύ χαμηλότερος και, με βάση εργαστηριακές δοκιμές, είτε δεν θα γίνεται αντιληπτός είτε δεν θα προκαλεί αρνητική αντίδραση.
Το X-59 πέταξε για πρώτη φορά στα τέλη του 2025 και πραγματοποίησε την πρώτη υπερηχητική του πτήση τον Ιούνιο. Στη συνέχεια πέταξε υπερηχητικά άλλες δύο φορές, φτάνοντας έως το Mach 1,4.
Το νέο Concorde δεν θα είναι ίδιο με το παλιό
Η ιστορία του Concorde δείχνει τι μπορεί να συμβεί όταν η τεχνολογία προηγείται της κοινωνικής αποδοχής.
Το αεροσκάφος αντιμετώπισε από την αρχή αντιδράσεις λόγω θορύβου και κόστους. Δεν μπορούσε να πετά υπερηχητικά πάνω από τη Βόρεια Αμερική και μεγάλο μέρος της Ευρώπης, με αποτέλεσμα να περιοριστεί κυρίως σε δρομολόγια Νέα Υόρκη – Λονδίνο και Νέα Υόρκη – Παρίσι, καθώς και σε ακριβά charter.
Μετά το δυστύχημα του 2000 και μια σύντομη επιστροφή στην υπηρεσία, αποσύρθηκε το 2003. Μόνο 14 αεροσκάφη μπήκαν ποτέ σε εμπορική υπηρεσία.
Η επόμενη γενιά υπερηχητικών αεροσκαφών θα πρέπει να λύσει όχι μόνο το τεχνικό πρόβλημα της ταχύτητας, αλλά και το πολιτικό, οικονομικό και περιβαλλοντικό πρόβλημα της αποδοχής.
Το Overture και η υπόσχεση για ταχύτερα ταξίδια
Η Boom εργάζεται πάνω στο Overture, ένα αεροσκάφος που σχεδιάζεται να μεταφέρει περίπου 60 έως 80 επιβάτες.
Πάνω από τη θάλασσα θα μπορεί να φτάνει έως το Mach 1,7, δηλαδή περίπου διπλάσια ταχύτητα από τα σημερινά επιβατικά αεροσκάφη.
Η εταιρεία υποστηρίζει ότι μια πτήση Νέα Υόρκη – Λος Άντζελες θα μπορούσε να μειωθεί σε περίπου 3,5 ώρες, εφόσον επιτραπούν υπερηχητικές πτήσεις πάνω από την ξηρά.
Η Boom δηλώνει ότι το Overture θα μπορούσε να είναι έτοιμο για επιβατικές πτήσεις μέσα σε τέσσερα χρόνια.
Το περιβαλλοντικό ερώτημα
Το ζήτημα, όμως, δεν είναι μόνο ο θόρυβος.
Σύμφωνα με την ίδια την Boom, το Overture θα καταναλώνει έως και τρεις φορές περισσότερα καύσιμα από τα σημερινά επιβατικά αεροσκάφη.
Η εταιρεία απαντά ότι το αεροσκάφος έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί αποκλειστικά με βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα, γνωστά ως SAF, τα οποία παράγονται από υλικά όπως χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια και αγροτικά απόβλητα.
Ωστόσο, η υιοθέτηση των SAF παραμένει αργή. Παρά το γεγονός ότι πολλά σχέδια μείωσης εκπομπών στηρίζονται σε αυτά, η παραγωγή τους παραμένει περιορισμένη και εξακολουθούν να αντιστοιχούν σε λιγότερο από 1% της συνολικής κατανάλωσης αεροπορικών καυσίμων.
Ποια λύση θα επικρατήσει;
Δεν είναι ακόμη σαφές αν το μέλλον θα ανήκει στη μέθοδο Mach cutoff, στη σχεδίαση χαμηλού boom ή σε έναν συνδυασμό των δύο.
Ορισμένοι ειδικοί εκτιμούν ότι το Mach cutoff μπορεί να λειτουργήσει ως μεταβατική λύση, επιτρέποντας γρηγορότερη επιστροφή των υπερηχητικών πτήσεων.
Άλλοι θεωρούν ότι για να αξιοποιηθεί πλήρως η υπόσχεση της υπερηχητικής αεροπορίας, δηλαδή πτήσεις σε Mach 2 ή και Mach 2,5, θα χρειαστούν αεροσκάφη ειδικά σχεδιασμένα ώστε να περιορίζουν τον θόρυβο ανεξάρτητα από τις καιρικές συνθήκες.
Το X-59, αν και δεν είναι πρωτότυπο επιβατικού αεροσκάφους, μπορεί να προσφέρει πολύτιμα δεδομένα για το πώς θα σχεδιαστούν μελλοντικά υπερηχητικά jets, ιδίως μικρότερα επιχειρηματικά αεροσκάφη.
