Quesst da NASA: Reavaliando um limite de velocidade supersônica de 50 anos

Cinquenta anos atrás, o governo federal proibiu todos os voos supersônicos civis sobre a terra.

A regra proíbe aeronaves não militares de voar mais rápido do que o som para que seus estrondos sônicos resultantes não assustem o público abaixo ou os preocupem com possíveis danos à propriedade.

Oficialmente posta em vigor em 27 de abril de 1973, a introdução da proibição foi fortemente influenciada por pesquisas de opinião pública em cidades onde jatos militares supersônicos sobrevoavam o local, e muitas pessoas disseram que não gostavam do que ouviam ou da maneira como suas janelas tremiam por causa dos estrondos sônicos.

Embora algumas pesquisas tenham sugerido maneiras de suavizar o impacto dos estrondos sônicos, a tecnologia aeronáutica durante a década de 1960 e início da década de 1970 não era sofisticada o suficiente para resolver completamente o problema a tempo de evitar que a regra fosse promulgada.

Mas hoje, a NASA está trabalhando em uma solução.

“É uma regra que muitas pessoas hoje não estão cientes, mas está no centro do que é a nossa missão Quesst com seu silencioso avião supersônico X-59“, disse Peter Coen, gerente de integração da missão Quesst da NASA.

O X-59 da NASA é projetado para voar mais rápido do que o som, mas com ruído drasticamente reduzido – as pessoas abaixo ouviriam “batidas” sônicas em vez de estrondos, se ouvissem alguma coisa. Para testar a percepção do público sobre esse ruído, parte do plano Quesst inclui voar o X-59 sobre várias comunidades para pesquisar como as pessoas reagem.

A NASA entregará os resultados aos reguladores dos EUA e internacionais, que considerarão novas regras que levantariam a proibição que está em vigor há tanto tempo. O objetivo é uma mudança regulatória que se concentre no som que uma aeronave cria, em vez de um limite de velocidade.

“Estamos definitivamente prontos para escrever um novo capítulo na história do voo supersônico, tornando as viagens aéreas por terra duas vezes mais rápidas, mas de uma maneira segura, sustentável e muito mais silenciosa do que antes”, disse Coen.

Um bombardeiro supersônico B-58 Hustler da Força Aérea como este foi um dos muitos jatos militares usados durante a década de 1960 para gerar estrondos sônicos sobre cidades dos EUA para ver como o público reagiria ao som. A pesquisa ajudou a levar a uma proibição de voos civis mais rápidos do que o som sobre a terra a partir de 1973.

Créditos: Força Aérea

Boom Boom

As origens da proibição federal de voo supersônico remontam a 1947, a primeira vez que o avião XS-1 movido a foguete quebrou a barreira do som e iniciou a era heroica da pesquisa mais rápida do que o som.

No início, era tudo sobre aprender a pilotar aviões X mais rápido e mais alto. Ninguém pensou duas vezes nos estrondos sônicos, principalmente porque poucas pessoas moravam onde a pesquisa estava ocorrendo.

Apesar do interesse inicial no que era então um fenômeno misterioso criado quando um avião voa mais rápido do que a velocidade do som e gera ondas de choque atmosféricas que ouvimos como estrondos sônicos, havia poucas ferramentas e apenas dados limitados disponíveis para ajudar a entender o que estava acontecendo.

Mas à medida que a Força Aérea e a Marinha começaram a implantar um grande número de jatos supersônicos em bases em todo o país, o interesse em estrondos sônicos cresceu rapidamente à medida que mais do público se expôs ao ruído muitas vezes alarmante.

Começando em 1956 e continuando até a década de 1960, a Força Aérea, a Marinha, a NASA e a Administração Federal de Aviação (FAA) empregaram recursos para estudar como os estrondos sônicos se formaram sob várias condições, quais poderiam ser seus efeitos nos edifícios e como o público reagiria em diferentes locais.

Ao longo desses anos, usando muitos tipos de jatos supersônicos, os moradores de Atlanta, Chicago, Dallas, Denver, Los Angeles e Minneapolis, entre outros, todos foram expostos a estrondos sônicos de caças militares e bombardeiros voando sobre a cabeça em alta altitude.

Dois estudos concentrados – um sobre St. Louis em 1961 e outro sobre Oklahoma City em 1964 (apelidados de Bongo e Bongo II, respectivamente) – não deixaram dúvidas de que o público não apoiava totalmente os estrondos sônicos rotineiros que vinham de cima.

Os testes geraram notícias nacionais e alimentaram um sentimento fortemente negativo sobre o voo supersônico.

O gráfico da missão Quesst da NASA exibe ondas de choque supersônicas estilizadas cercando a aeronave de pesquisa, acima de uma comunidade de casas. As imagens destacam a pesquisa inovadora que será conduzida em várias cidades dos EUA durante esta missão.

Créditos: NASA

O Transporte Supersônico

À medida que esse trabalho para entender e prever melhor a formação de estrondos sônicos continuou e deu origem às primeiras noções de como minimizar um estrondo sônico alterando a forma de um avião, o governo dos EUA começou a trabalhar com a indústria na tentativa de desenvolver o Transporte Supersônico, ou SST.

O anúncio da SST pelo presidente John F. Kennedy em junho de 1963 aumentou o interesse em estudar e mitigar os estrondos sônicos do ponto de vista técnico, transformando a pesquisa em uma prioridade máxima.

O projeto SST visava produzir o protótipo de um novo avião comercial supersônico, capaz de transportar até 300 passageiros em qualquer lugar do mundo a velocidades tão altas quanto três vezes a velocidade do som.

(Observe que a velocidade do som varia dependendo de coisas como temperatura e altitude. Ao nível do mar e 68 graus Fahrenheit é de 768 mph)

A comunidade da aviação estava correndo para desenvolver sua compreensão das ondas de choque supersônicas para reduzir os níveis potenciais de ruído de lança sônica da SST. Mas esses pesquisadores não conseguiram superar a velocidade com que as preocupações ambientais e as discussões políticas estavam surgindo, ameaçando aterrar a aeronave antes mesmo de ser construída.

Três acontecimentos durante o verão de 1968 demonstraram isso:

• Em 31 de maio, durante uma cerimônia na Academia da Força Aérea no Colorado, um caça F-105 Thunderchief quebrou a barreira do som voando 50 pés sobre o terreno da escola. O estrondo sônico explodiu 200 janelas na lateral da icônica Capela da Força Aérea e feriu uma dúzia de pessoas.

• Uma semana depois, em 8 de junho, o New York Times publicou um editorial usando o incidente no Colorado para ressaltar o perigo que os estrondos sônicos apresentavam para a paz e o bem-estar da nação, alegando que muitos estão “morrendo de medo disso”.

• Isso foi seguido em 21 de julho, com o Congresso orientando a FAA a desenvolver padrões para o “Controle e Redução do Ruído de Aeronaves e Lança Sônica”.

Dentro de alguns anos, a FAA propôs formalmente uma regra que restringiria a operação de aeronaves civis a velocidades superiores a Mach 1. Então, em maio de 1971, o Congresso cancelou o programa SST e a regra que proibia voos supersônicos civis por terra entrou em vigor dois anos depois.

Durante esse mesmo período, a Grã-Bretanha e a França estavam desenvolvendo e testando o voo do Concorde, que passou a fornecer viagens aéreas supersônicas comerciais entre 1976 e 2003. Havia muitas razões para o seu fim, incluindo um acidente mortal em 2000, mas as questões econômicas e ambientais estão no topo da lista. As restrições contra voar mais rápido do que o som sobre a terra devido à proibição nos EUA e em outros lugares limitaram muito suas opções de geração de receita.

O X-59 da NASA fica em suporte enquanto passa pela instalação de sua empenagem inferior, ou seção de cauda, na Lockheed Martin Skunk Works em Palmdale, Califórnia, no final de março.

Credits: Lockheed Martin

Velocidade vs. Som

Avançando, para levantar a proibição e permitir um mercado viável para viagens aéreas supersônicas por terra, a ideia é que os reguladores baseiem novas regras em um padrão diferente do que antes.

O limite de velocidade criado em 1973 não considerava a possibilidade de um avião voar supersônico, mas não criava estrondos sônicos que pudessem afetar qualquer pessoa abaixo. Foi uma avaliação justa na época, porque a tecnologia necessária para fazer isso acontecer ainda não existia.

“E agora sim”, disse Coen. “Então, em vez de uma regra baseada apenas na velocidade, estamos propondo que a regra seja baseada no som. Se o som de um voo supersônico não é alto o suficiente para incomodar qualquer um abaixo, não há razão para que o avião não possa estar voando supersônico.

Durante o último meio século, os inovadores aeronáuticos da NASA trabalharam metodicamente com o desafio de acalmar o boom. O X-59 de Quesst está no caminho para provar essa tecnologia, com sobrevoos comunitários e as pesquisas públicas importantíssimas a serem seguidas logo em seguida.

Ainda assim, a aceitação pública de aeronaves supersônicas voando sobre a cabeça hoje vai muito além do ruído do estrondo sônico. O ruído dos aeroportos, as emissões e o impacto climático são fatores que ainda precisam ser abordados.

Com seu governo, indústria e parceiros acadêmicos, a NASA também está trabalhando para resolver esses desafios. Mas nada disso importará até que o primeiro passo – levantar a proibição de meio século de voo supersônico sobre a terra – seja realizado.

“Estamos muito animados por dar este grande passo adiante, mas reconhecemos que mais precisa ser feito”, disse Coen.

Grande parte deste artigo é baseado no trabalho de Lawrence Benson, que escreveu o livro oficial de história da NASA “Quieting the Boom: The Shaped Sonic Boom Demonstrator and the Quest for Quiet Supersonic Flight”. Leia aqui.

Jim Banke
Fonte e fotos: Direcção da Missão de Investigação Aeronáutica

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