Aankomst 49, 000 voet boven de testlocatie, hoger dan de luchtvaartmaatschappijen vliegen, NASA Armstrong Flight Research Center-testpiloot Jim "Clue" Less sluit de naverbranders van zijn F/A-18 af die net voor Mach 1 bewegen de snelheid van het geluid, of ongeveer 630 mph op deze hoogte.

Er is bijna alles voor nodig geweest om deze top in de lucht te bereiken, maar het zal niet lang blijven. De herbestemde straaljager soepel laten rollen, zodat de lucht en de grond van plaats zijn verwisseld, Clue trekt de stok terug en wijst de neus naar beneden.

Hij mikt op een specifiek punt op de grond waar, ergens verderop, NASA-onderzoekers luisteren naar de lucht terwijl honderden aangeworven vrijwilligers hun dagelijkse bezigheden uitvoeren, klaar om te rapporteren over wat er daarna gebeurt - als ze iets opmerken.

Met behulp van de zwaartekracht en opnieuw ontstoken naverbranders, het tweemotorige vliegtuig zakt gracieus naar beneden als een baksteen en accelereert snel, zoals in echt snel bewegen. Clue rolt de F/A-18 opnieuw om de lucht terug te brengen waar hij hoort en stoot door Mach 1.

Luchtmoleculen beginnen onmiddellijk te protesteren tegen het binnendringen van deze supersonische jet door tientallen kleine schokgolven te genereren, die terwijl ze zich van het vliegtuig verwijderen, samenkomen om zich voor en achter de F/A-18 in twee verschillende schokgolven te bundelen.

Normaal gesproken, iedereen die op de grond staat terwijl het snelle vliegtuig overvliegt, zou deze twee schokgolven ervaren door een vaak verrassend, voor sommigen vervelend, en meestal niet te vergeten BOOM-BOOM!

Maar deze supersonische duik is allesbehalve normaal.

Na een topsnelheid van Mach 1,1 te hebben bereikt tijdens een duik met een zeer steile bocht, waarbij steeds meer grond het zicht vanuit de cockpit snel vult, Clue trekt opnieuw aan de stok.

Zijn lichaam drukt tegen zijn stoel terwijl hij zich terugtrekt met een gewicht van 3,5 gram, of drie-en-een-half keer de normale zwaartekracht - gewoon een dag op kantoor voor een NASA-onderzoekspiloot.

Terwijl de NASA F/A-18 weer begint te klimmen, Clu toestaan ​​om zich klaar te maken voor een nieuwe duik, en na een dieptepunt rond de 32 te hebben bereikt, 000 voet, Dankzij deze manoeuvre gebeurt er iets interessants met de supersonische schokgolven die uit het vliegtuig komen.

Direct onder het vliegtuig concentreren de schokgolven zich in een zeer luide, gefocust paar sonische knallen. Het is niet genoeg energie om schade of letsel te veroorzaken, maar het is absoluut luid genoeg om onmiddellijk de aandacht te trekken als er iemand onder zit.

In de tussentijd, een paar mijl voor het duikpunt, de supersonische schokgolven gehoorzamen plichtsgetrouw de wetten van de fysica - in dit geval wetten die te maken hebben met energie. Als de sonische boom-energie van de F/A-18 in één richting wordt gefocust en versterkt, dan moeten de schokgolven zich verspreiden en in de andere richting verzwakken.

Het resultaat op dat gebied:een paar stille sonische dreunen – zachte dreunen, echt – welke mensen op de grond, inclusief die NASA-onderzoekers en ingezeten vrijwilligers, misschien nauwelijks opmerken, als ze al iets horen.

Publieke perceptie meten

Dus, welke is het? Opgelet of niet?

NASA's luchtvaartinnovators zijn vastbesloten om erachter te komen, en met goede reden.

Het bureau heeft Lockheed Martin Aeronautics Company onlangs een contract van 247,5 miljoen dollar toegekend om een ​​sneller dan geluid X-vliegtuig te bouwen - nu met de officiële benaming X-59 "QueSST" - dat stille supersonische technologieën zal demonstreren in rechte en vlakke vlucht over een groot gebied.

Dat is een enorme upgrade van het duiken met de F/A-18, die alleen de stillere sonische dreun over een zeer beperkt gebied eronder kan "simuleren", voor zijn richtpunt.

Onderdeel van de Low-Boom Flight Demonstration-missie, de X-59 is zo gevormd dat supersonische schokgolven niet samenvloeien om de karakteristieke sonische knallen te creëren, wat de regering ertoe aanzette om jaren geleden supersonische vluchten over land te verbieden.

"Met de X-59 heb je nog steeds meerdere schokgolven vanwege de vleugels op het vliegtuig die lift en het volume van het vliegtuig creëren. Maar de vorm van het vliegtuig is zorgvuldig op maat gemaakt zodat die schokgolven niet combineren, " zei Ed Haering, een NASA-luchtvaartingenieur bij Armstrong.

"In plaats van een luide boem-boem, je krijgt ten minste twee stille dreun-dreun-geluiden, als je ze al hoort, ’ zei Haering.

Eenmaal gebouwd, en zijn stille supersonische technologieën bevestigd, NASA is van plan om met de X-59 over verschillende Amerikaanse steden te vliegen - nog te selecteren - en gegevens te verzamelen van bewoners op de grond over hun perceptie van het geluid dat het supersonische vliegtuig genereert.

NASA-onderzoekers zijn ervan overtuigd dat de resulterende gemeenschapsresponsgegevens federale en internationale regelgevers in staat zullen stellen nieuwe voorschriften te schrijven die supersonische vluchten over land mogelijk maken, en zo een geheel nieuwe markt te openen voor commerciële supersonische vliegreizen.

Ter voorbereiding op die gemeenschapsvluchten, gepland om te beginnen in 2023, Akoestische ingenieurs van NASA willen hun onderzoeksmethoden testen en verfijnen voor het meten van geluidsniveaus in het veld en het uitvoeren van de openbare respons-enquêtes.

"Dit is de reden waarom de F/A-18 zo belangrijk voor ons is als gereedschap. Terwijl de bouw van de X-59 doorgaat, we kunnen die duikmanoeuvre gebruiken om stille sonische dreunen over een specifiek gebied te genereren, ’ zei Haering.

Een eerste test van de onderzoeksmethodologie met behulp van de F/A-18 werd in 2011 uitgevoerd met de hulp van de militaire gemeenschap die op de basis op Edwards Air Force Base in Californië woont.

Het Waveforms and Sonic boom Perception and Response-project verzamelde gegevens van een selecte groep van meer dan 100 vrijwillige bewoners over hun individuele houding ten opzichte van de geluidsgolven geproduceerd door de F/A-18 tijdens een supersonische vlucht boven Edwards.

Galveston, Oh, Galveston

Nu willen onderzoekers de show op de weg nemen en hetzelfde proberen in een gemeenschap die niet gewend is aan sonische dreunen die op een bepaalde dag regelmatig klinken zoals de Edwards-gemeenschap.

Met behulp van de F/A-18 en zijn vermogen om stille sonische dreunen op een specifiek gebied te richten, teams van Armstrong, Langley-onderzoekscentrum in Virginia, en Johnson Space Center in Texas – samen met industriepartners – zijn van plan een reeks gegevensverzamelingsvluchten uit te voeren boven Galveston, Texas, in november 2018.

De stad aan de Golfkust werd gekozen omdat het naast de Golf van Mexico lag, waardoor de F/A-18 zijn luidere sonische dreunen (in de buurt van het duikpunt) op zee kan houden, terwijl hij de stillere sonische dreunen (ver voor het duikpunt) naar Galveston gooit.

Minstens 500 ingezeten vrijwilligers zullen worden gevraagd om input te leveren voor een beveiligde website over wat ze hebben gehoord, als iets, en wat ze van het geluid vonden.

Tegelijkertijd, audiosensoren die strategisch in de stad zijn geplaatst, zullen onderzoekers een mate van wetenschappelijke grondwaarheid bieden over hoe hard het geluid werkelijk was.

"We zullen nooit precies weten wat iedereen heeft gehoord. We zullen geen geluidsmonitor op hun schouder hebben in hun huis. Maar we zouden op zijn minst een schatting willen hebben van het bereik van de geluidsniveaus die ze daadwerkelijk hebben gehoord, " zei Alexandra Loubeau, NASA's teamleider voor onderzoek naar sonische boom-gemeenschapsrespons in Langley.

Onderzoekers hebben een bepaald waargenomen decibelniveau in gedachten voor het X-vliegtuig - een getal dat de F/A-18 ook kan genereren met zijn duiken - waarvan ze denken dat het acceptabel is voor de gemeenschap.

De praktijkgegevens die in Galveston zijn vastgelegd, kunnen hun theorie beginnen te bewijzen over wat het juiste geluidsniveau zou moeten zijn, maar pas als de X-59 begint te vliegen en zijn gemeenschapsvluchten voltooit, zullen de definitieve conclusies worden getrokken.

"De test in de herfst zal ons echt helpen om te verfijnen hoe we de enquêtevragen gaan stellen, hoe we de geluidsmetingen doen, en vervolgens hoe we de data-analyse uitvoeren, ' zei Loubeau.