ناسا به دنبال رفع ممنوعیت پروازهای مافوق صوت

ناسا با توسعۀ هواپیمای X-59 به رفع ممنوعیت طولانی مدت پروازهای مافوق صوت غیرنظامی بر فراز زمین پرداخته است، که هدف آن به حداقل رساندن صدای امواج است.

به گزارش تک‌ناک، این ابتکار می‌تواند باعث تغییرات نظارتی شود که اولویت را بر روی سطح صدا نسبت به سرعت قرار می‌داد و باعث دوبرابر شدن سرعت‌ پروازها بر روی خشکی خواهد شد، در حالی که امنیت، پایداری و کاهش آلودگی صدا را تضمین می‌کند.

پنجاه سال قبل، دولت فدرال ایالات متحده تمام پروازهای مافوق صوت غیرنظامی بر فراز زمین را ممنوع کرد.

این قانون هواپیماهای غیرنظامی را از پرواز مافوق صوت منع می‌کند، بنابراین امواج صوتی ناشی از آن، مردم را مبهوت نمی‌کند و نگرانی در مورد آسیب احتمالی به اموال وجود ندارد.

این ممنوعیت که به طور رسمی در 27 آوریل 1973 اجرا شد، به شدت تحت تأثیر نظرسنجی‌های عمومی در شهرهایی بود که جت‌های نظامی مافوق صوت از بالای سر آنها پرواز می‌کردند. بسیاری از مردم می‌گویند که از صدای این هواپیماها خوششان نمی‌آید یا از صدای تکان ‌خوردن پنجره‌های خانۀ خود به دلیل صدای ناهنجار چنین هواپیماهایی می‌ترسند.

اگرچه برخی از تحقیقات راه‌هایی را برای کاهش تأثیر این موج‌ها پیشنهاد می‌کردند، امّا فناوری هوانوردی در طول دهۀ 1960 و اوایل دهۀ 1970 به اندازۀ کافی پیچیده نبود تا بتواند به شکل کامل این مشکل را به موقع حل و از اجرای این قانون جلوگیری کند.

امّا اکنون، ناسا در حال کار بر روی یک راه‌حل است.

پیتر کوئن، مدیر یکپارچه‌سازی مأموریت کوئست ناسا گفت: بسیاری از مردم امروزه آگاهی کامل نسبت به این قانون دارند، امّا قلب مأموریت کوئست ما هواپیمای بی‌صدا و مافوق صوت X-59 است.

X-59 ناسا برای پرواز مافوق صوت، امّا با نویز به شدت کاهش یافته طراحی شده است. به این معنی که افراد در سطح زمین، امواج و صداهای آزاردهنده را نخواهند شنید. برای آزمایش درک عمومی از این سر و صدا، بخشی از طرح کوئست ناسا شامل پرواز هواپیمای مافوق صوت X-59 بر فراز چندین منطقه برای بررسی شیوۀ واکنش مردم است.

ناسا نتایج را به سران ایالات متحده و مقامات بین‌المللی ارائه خواهد کرد. آنها قوانین جدیدی را در نظر خواهند گرفت تا ممنوعیتی را که برای مدت طولانی وجود داشته است، لغو کند. هدف تغییر مقرراتی است که به جای محدودیت سرعت، بر صدایی که هواپیما ایجاد می‌کند، تمرکز دارد.

پیتر کوئن دربارۀ این برنامۀ ناسا اعلام کرد: ما قطعاً آماده‌ایم تا فصل جدیدی در تاریخ پروازهای مافوق صوت رقم بزنیم و سفرهای هوایی روی زمین را دو برابر سریع‌تر کنیم، امّا این کار به روشی ایمن، پایدار و بسیار بی‌صداتر از قبل خواهد بود.

دلایل لغو پروازهای مافوق صوت

منشأ ممنوعیت پروازهای مافوق صوت فدرال به سال 1947 باز می‌گردد، اولین باری که هواپیمای موشکی XS-1 دیوار صوتی را شکست و عصر تحقیقات مافوق صوت را آغاز کرد.

در ابتدا همه‌چیز در مورد یادگیری پرواز با هواپیماهای X سریع‌تر و بالاتر بود. هیچ‌کس فکر نمی‌کرد این صداهای ناهنجار صوتی مردم عادی را آزرده‌ خاطر خواهد کرد و این بیشتر به این دلیل بود که افراد کمی در جایی زندگی می‌کردند که تحقیقات در حال انجام بود.

علی‌رغم علاقۀ اولیه به پدیده‌ای مرموز که در آن زمان به‌عنوان یک پدیدۀ اسرارآمیز به شمار می‌رفت (چون هواپیما سریع‌تر از سرعت صوت پرواز می‌کردند و امواج شوک جوی تولید می‌کردند که به‌عنوان موج‌های صوتی شنیده می‌شدند)، ابزارها و داده‌های محدودی برای کمک به درک آنچه رخ می‌داد، وجود داشت.

امّا زمانی که نیروی هوایی و نیروی دریایی ایالات متحده شروع به استقرار تعداد زیادی جت مافوق صوت در پایگاه‌های سراسر این کشور کردند، علاقه به امواج صوتی به سرعت افزایش یافت، چرا که بیشتر مردم در معرض این صداهای اغلب هشدار‌دهنده، قرار گرفتند.

این جریان از سال 1956 تا دهۀ 1960 ادامه یافت و نیروی هوایی، نیروی دریایی، ناسا و ادارۀ هوانوردی فدرال (FAA) از منابع گوناگونی برای مطالعۀ چگونگی شکل‌گیری امواج صوتی تحت شرایط مختلف، تأثیرات آنها بر ساختمان‌ها و شیوۀ واکنش عموم مردم در مکان‌های مختلف، استفاده کردند.

در آن سال‌ها با استفاده از انواع بسیاری از جت‌های مافوق صوت، ساکنان آتلانتا، شیکاگو، دالاس، دنور، لس‌آنجلس و مینیاپولیس، همه در معرض امواج صوتی ناشی از جت‌های جنگندۀ نظامی و بمب‌افکن‌هایی بودند که در ارتفاعات بالا پرواز می‌کردند.

دو مطالعۀ متمرکز که یکی در سال 1961 در سنت لوئیس و دیگری در سال 1964 در اوکلاهما سیتی (به ترتیب موسوم به Bongo و Bongo II) انجام شد، شکی باقی نگذاشت که عموم مردم به‌طور کامل از امواج صوتی معمولی که از بالای آسمان به پایین می‌آمد، حمایت نمی‌کردند.

این آزمایش‌ها باعث تولید اخبار ملی شد و احساسات به شدت منفی را در مورد پرواز هواپیماهای مافوق صوت ایجاد کرد.

حمل و نقل مافوق صوت

از آنجایی که این طرح برای درک بهتر و پیش‌بینی شکل‌گیری امواج صوتی ادامه یافت و اولین ایده‌ها را در مورد چگونگی به حداقل رساندن امواج صوتی با تغییر شکل هواپیما به وجود آورد، دولت ایالات متحده شروع به همکاری با SST کرد. SST پروژه‌ای برای توسعۀ حمل و نقل مافوق صوت بود.

اعلام پروژۀ SST توسط رئیس‌جمهور اسبق ایالات متحده،‌ جان اف کندی در ژوئن 1963، باعث افزایش علاقه به مطالعه و کاهش امواج صوتی از نقطه نظر فنی شد و این تحقیق را به اولویت اصلی تبدیل کرد.

پروژۀ SST با هدف تولید نمونۀ اولیۀ یک هواپیمای مسافربری مافوق صوت تجاری جدید، قادر به حمل 300 مسافر در هر نقطه از جهان با سرعت سه برابر سرعت صوت بود. (توجه داشته باشید که سرعت صوت بسته به مواردی مانند دما و ارتفاع متفاوت است)

جامعۀ هوانوردی در حال گسترش درک خود از امواج مافوق صوت برای کاهش میزان نویز امواج صوتی SST بود. امّا محققان نتوانستند از سرعتی که نگرانی‌های زیست‌محیطی و بحث‌های سیاستی را در پی داشت، پیشی بگیرند و قانون ممنوعیت قبل از ساخت و عرضۀ هواپیماهای کم‌ صدا، تصویب شده بود.

سه رویداد در تابستان 1968 شامل موارد زیر بود:

• در 31 می، طی مراسمی در آکادمی نیروی هوایی در کلرادو، یک جت جنگنده به نام F-105 Thunderchief که 50 فوت بر فراز محوطۀ مدرسه پرواز می‌کرد، دیوار صوتی را  شکست. انفجار صوتی 200 پنجره را در کنار کلیسای نمادین نیروی هوایی منفجر و ده‌ها نفر را مجروح کرد.
• یک هفته بعد، در 8 ژوئن، نیویورک تایمز سرمقاله‌ای را دربارۀ این حادثه در کلرادو منتشر کرد تا بر خطری که رونق صوتی برای صلح و رفاه کشور ایجاد می‌کند، تأکید کند و ادعا کرد که بسیاری از افراد تا حد مرگ از این صداها می‌ترسند.
• این خبر در 21 ژوئن با دستور کنگره به FAA برای ایجاد استانداردهایی به‌منظور «کنترل و کاهش صدای هواپیما و امواج صوتی» دنبال شد.

FAA به طور رسمی در مدت چند سال، قانونی پیشنهاد کرد که عملکرد هواپیماهای غیرنظامی را با سرعت‌های بیشتر از 1 ماخ محدود می‌کرد. سپس در می 1971 کنگره برنامۀ SST را لغو کرد و قانون ممنوعیت پروازهای مافوق صوت غیرنظامی بر فراز زمین دو سال بعد اجرایی شد.

در همان زمان، بریتانیا و فرانسه در حال توسعه و پرواز آزمایشی Concorde بودند، که بعدها سفرهای هوایی مافوق صوت تجاری را بین سال‌های 1976 تا 2003 فراهم کرد. دلایل زیادی برای نابودی این هواپیما از جمله سقوط مرگبار آن در سال    2000 وجود داشت، امّا مسائل اقتصادی و زیست‌محیطی در صدر فهرست قرار داشتند. محدودیت‌ها برای پرواز مافوق صوت بر روی زمین به دلیل ممنوعیت در ایالات متحده و مکان‌های دیگر، گزینه‌های درآمدزایی آن را تا حد زیادی محدود کرد.

سرعت در مقابل صدا

برای رفع این ممنوعیت و ایجاد بازاری مناسب برای سفرهای هوایی مافوق صوت از روی زمین، قرار است سران ایالات متحده قوانین جدید را بر اساس استانداردی متفاوت از قبل قرار دهند.

محدودیت ایجاد شده در سال 1973 این امکان را در نظر نمی‌گرفت که یک هواپیما می‌تواند مافوق صوت پرواز کند، امّا باعث ایجاد امواج صوتی و تأثیر بر افراد سطح زمین نشود. در آن زمان این یک ارزیابی منصفانه بود، چرا که فناوری مورد نیاز برای تحقق آن هنوز وجود نداشت.

کوئن، مدیر یکپارچه‌سازی مأموریت کوئست ناسا در این زمینه گفت: اکنون ما این ابزار را در اختیار داریم. بنابراین به جای قاعده‌ای که فقط بر اساس سرعت باشد، ما پیشنهاد می‌کنیم این قانون بر اساس صدا تصویب شود. اگر صدای یک پرواز مافوق صوت به اندازۀ کافی بلند نباشد که کسی را که پایین‌تر از آن است، آزار دهد، دلیلی وجود ندارد که هواپیماها نتوانند با صورت مافوق صوت پرواز کنند.

در طی نیم قرن گذشته، مبتکران هوانوردی ناسا به صورت سیستماتیک به مشکل کاهش صدای موج پرداختند. X-59 کوئست با پرواز بر فراز جوامع گوناگون و نظرسنجی‌های عمومی بسیار مهم که خیلی زود انجام می‌شوند، در مسیر اثبات این فناوری است.

با وجود این، مشکلات عمومی دربارۀ هواپیماهای مافوق صوت که امروزه بر فراز سر پرواز می‌کنند، بسیار فراتر از صدای امواج صوتی است. سر و صدای فرودگاه، انتشار گازهای گلخانه‌ای و تأثیر بر آب و هوا، همگی عواملی هستند که هنوز باید مورد توجه قرار گیرند.

ناسا با دولت، صنعت و شرکای دانشگاهی خود در تلاش است تا این مشکلات را نیز حل کند. امّا هیچ‌کدام از اینها تا زمانی که اولین گام، یعنی لغو ممنوعیت نیم قرنی پرواز مافوق صوت بر روی زمین انجام نشود، اهمیتی نخواهد داشت.

کوئن بیان کرد: ما بسیار هیجان‌زده هستیم که این گام بزرگ رو به جلو را برداریم، امّا می‌دانیم که باید کارهای بیشتری انجام شود.