Misi X-59 NASA: Menjungkirbalikkan Batas Kecepatan Supersonik Berusia 50 Tahun

NASA sedang mengatasi larangan lama terhadap penerbangan supersonik sipil di darat dengan mengembangkan pesawat X-59, yang bertujuan untuk meminimalkan ledakan sonik menjadi sekadar “benturan”. Inisiatif ini dapat mengarah pada perubahan peraturan yang memprioritaskan tingkat kebisingan dibandingkan kecepatan, sehingga berpotensi menggandakan kecepatan perjalanan udara melalui darat sekaligus memastikan keselamatan, keberlanjutan, dan pengurangan polusi suara.

Lima puluh tahun yang lalu, pemerintah federal AS melarang semua penerbangan supersonik sipil di darat.

Aturan tersebut melarang pesawat non-militer terbang lebih cepat dari kecepatan suara sehingga ledakan sonik yang dihasilkan tidak akan mengagetkan masyarakat di bawah atau mengkhawatirkan potensi kerusakan properti.

Secara resmi diberlakukan pada tanggal 27 April 1973, pemberlakuan larangan tersebut sangat dipengaruhi oleh survei opini publik di kota-kota di mana jet militer supersonik diterbangkan di atasnya. Banyak orang mengatakan mereka tidak menyukai apa yang mereka dengar atau jendela mereka bergetar karena dentuman sonik.

Meskipun beberapa penelitian menyarankan cara-cara untuk mengurangi dampak ledakan sonik, teknologi penerbangan pada tahun 1960an dan awal 1970an tidak cukup canggih untuk menyelesaikan masalah secara tepat waktu dan mencegah peraturan tersebut diberlakukan.

Namun saat ini, NASA sedang mencari solusinya.

“Ini adalah aturan yang tidak disadari oleh banyak orang saat ini, namun ini adalah inti dari misi Quest kami dengan pesawat supersonik X-59 yang tenang,” kata Peter Coen, manajer integrasi misi Quesst NASA.

Pesawat pengebom supersonik B-58 Hustler Angkatan Udara seperti ini adalah salah satu dari banyak jet militer yang digunakan pada tahun 1960-an untuk menghasilkan ledakan sonik di kota-kota AS untuk melihat bagaimana reaksi masyarakat terhadap suara tersebut. Penelitian ini membantu mengarah pada larangan penerbangan sipil yang lebih cepat dari suara di darat mulai tahun 1973. Kredit: Angkatan Udara

X-59 milik NASA dirancang untuk terbang lebih cepat daripada suara, namun dengan kebisingan yang berkurang secara drastis – orang-orang di bawah akan mendengar bunyi “gedebuk” sonik dibandingkan dentuman, jika mereka mendengar apa pun. Untuk menguji persepsi masyarakat terhadap kebisingan ini, bagian dari rencana Quest termasuk menerbangkan X-59 ke beberapa komunitas untuk mensurvei bagaimana reaksi masyarakat.

NASA akan menyampaikan hasilnya kepada regulator AS dan internasional, yang akan mempertimbangkan peraturan baru yang akan mencabut larangan yang telah diterapkan sejak lama. Tujuannya adalah untuk mengubah peraturan yang berfokus pada suara yang dihasilkan pesawat, bukan pada batas kecepatan.

“Kami benar-benar siap untuk menulis babak baru dalam sejarah penerbangan supersonik, membuat perjalanan udara melalui darat dua kali lebih cepat, namun dengan cara yang aman, berkelanjutan, dan jauh lebih tenang dibandingkan sebelumnya.”

— Peter Coen, Manajer Integrasi Misi Quest NASA

Growth Growth

Asal usul larangan federal terhadap penerbangan supersonik dimulai pada tahun 1947, pertama kalinya pesawat XS-1 bertenaga roket memecahkan penghalang suara dan memulai period heroik penelitian yang lebih cepat dari suara.

Pada awalnya, ini semua tentang belajar menerbangkan pesawat X dengan lebih cepat dan lebih tinggi. Tidak ada yang berpikir dua kali tentang ledakan sonik, terutama karena hanya sedikit orang yang tinggal di tempat penelitian dilakukan.

Meskipun awalnya ada ketertarikan terhadap fenomena misterius yang tercipta ketika sebuah pesawat terbang lebih cepat dari kecepatan suara dan menghasilkan gelombang kejut di atmosfer yang kita dengar sebagai dentuman sonik, hanya ada sedikit alat dan knowledge terbatas yang tersedia untuk membantu memahami apa yang sedang terjadi.

Namun ketika Angkatan Udara dan Angkatan Laut mulai mengerahkan jet supersonik dalam jumlah besar di pangkalan-pangkalan di seluruh negeri, minat terhadap ledakan sonik dengan cepat tumbuh karena semakin banyak masyarakat yang terpapar pada kebisingan yang sering kali mengkhawatirkan.

NASA akan menyampaikan hasilnya kepada regulator AS dan internasional, yang akan mempertimbangkan peraturan baru yang akan mencabut larangan penerbangan supersonik sipil yang telah berlaku sejak lama. Kredit: RAF Mildenhall, Inggris

Dimulai pada tahun 1956 dan berlanjut hingga tahun 1960an, Angkatan Udara, Angkatan Laut, NASA, dan Federal Aviation Administration (FAA) menggunakan sumber daya untuk mempelajari bagaimana ledakan sonik terbentuk dalam berbagai kondisi, apa dampaknya terhadap bangunan, dan bagaimana dampaknya terhadap masyarakat. akan bereaksi di lokasi yang berbeda.

Selama tahun-tahun tersebut, dengan menggunakan berbagai jenis jet supersonik, penduduk Atlanta, Chicago, Dallas, Denver, Los Angeles, dan Minneapolis, antara lain, semuanya terkena ledakan sonik dari jet tempur militer dan pembom yang terbang di atas ketinggian.

Dua studi terkonsentrasi – satu di St. Louis pada tahun 1961 dan yang lainnya di Oklahoma Metropolis pada tahun 1964 (masing-masing dijuluki Bongo dan Bongo II) – menunjukkan bahwa masyarakat tidak sepenuhnya mendukung ledakan sonik rutin yang datang dari atas.

Uji coba tersebut menjadi berita nasional dan memicu sentimen negatif terhadap penerbangan supersonik.

Grafik misi Quest Quest NASA menampilkan gelombang kejut supersonik yang mengelilingi pesawat penelitian, di atas komunitas rumah. Citra tersebut menyoroti penelitian inovatif yang akan dilakukan di beberapa kota di AS selama misi ini. Kredit: NASA / Maria Weries

Transportasi Supersonik

Ketika upaya untuk lebih memahami dan memprediksi pembentukan ledakan sonik terus berlanjut dan memunculkan gagasan pertama tentang cara meminimalkan ledakan sonik dengan mengubah bentuk pesawat, pemerintah AS mulai bekerja sama dengan industri dalam upaya mengembangkan Transportasi Supersonik, atau SST.

Pengumuman SST oleh Presiden John F. Kennedy pada bulan Juni 1963 meningkatkan minat untuk mempelajari dan mengurangi ledakan sonik dari sudut pandang teknis, sehingga menjadikan penelitian sebagai prioritas utama.

Proyek SST bertujuan untuk menghasilkan prototipe pesawat supersonik komersial baru, yang mampu mengangkut sebanyak 300 penumpang di mana saja di dunia dengan kecepatan tiga kali kecepatan suara.

(Perhatikan bahwa kecepatan suara bervariasi tergantung pada hal-hal seperti suhu dan ketinggian. Di permukaan laut dan 68 derajat Fahrenheit itu 768 mph)

Komunitas penerbangan berlomba untuk mengembangkan pemahaman mereka tentang gelombang kejut supersonik untuk mengurangi potensi tingkat kebisingan ledakan sonik SST. Namun para peneliti tersebut tidak bisa melampaui kecepatan munculnya permasalahan lingkungan dan diskusi kebijakan, sehingga mengancam akan melarang terbang pesawat tersebut bahkan sebelum dibuat.

Tiga peristiwa selama musim panas tahun 1968 menunjukkan hal ini:

• Pada tanggal 31 Mei, dalam sebuah upacara di Akademi Angkatan Udara di Colorado, sebuah jet tempur F-105 Thunderchief memecahkan penghalang suara dengan terbang 50 kaki di atas halaman sekolah. Ledakan sonik tersebut meledakkan 200 jendela di sisi Kapel Angkatan Udara yang ikonik dan melukai belasan orang.
• Seminggu kemudian, pada tanggal 8 Juni, New York Instances menerbitkan editorial yang menggunakan insiden di Colorado untuk menggarisbawahi bahaya ledakan sonik yang ditimbulkan terhadap perdamaian dan kesejahteraan bangsa, dengan menyatakan bahwa banyak orang yang “takut setengah mati karenanya.”
• Hal ini diikuti pada tanggal 21 Juli dengan Kongres mengarahkan FAA untuk mengembangkan standar untuk “Pengendalian dan Pengurangan Kebisingan Pesawat dan Sonic Growth.”

Dalam beberapa tahun, FAA secara resmi mengusulkan peraturan yang akan membatasi pengoperasian pesawat sipil dengan kecepatan lebih besar dari Mach 1. Kemudian pada bulan Mei 1971 Kongres membatalkan program SST dan peraturan yang melarang penerbangan supersonik sipil di darat mulai berlaku dua tahun kemudian. Nanti.

Pada saat yang sama, Inggris dan Perancis sedang mengembangkan dan menguji coba Concorde, yang kemudian menyediakan perjalanan udara supersonik komersial antara tahun 1976 dan 2003. Ada banyak alasan atas kehancurannya, termasuk kecelakaan mematikan pada tahun 2000, namun alasan ekonomi dan isu lingkungan hidup menempati urutan teratas. Pembatasan terhadap penerbangan yang lebih cepat daripada kecepatan suara di darat karena larangan di AS dan negara lain sangat membatasi pilihan untuk menghasilkan pendapatan.

Kecepatan vs. Suara

Ke depan, untuk mencabut larangan tersebut dan memungkinkan adanya pasar yang layak bagi perjalanan udara supersonik melalui darat, idenya adalah bahwa regulator akan mendasarkan peraturan baru pada standar yang berbeda dari sebelumnya.

Batas kecepatan yang ditetapkan pada tahun 1973 tidak mempertimbangkan kemungkinan bahwa sebuah pesawat terbang dapat terbang supersonik namun tidak menciptakan ledakan sonik yang dapat mempengaruhi siapa pun di bawahnya. Penilaian tersebut merupakan penilaian yang adil pada saat itu karena teknologi yang diperlukan untuk mewujudkan hal tersebut belum ada.

“Dan sekarang hal itu terjadi,” kata Coen. “Jadi, daripada aturan yang hanya berdasarkan kecepatan, kami mengusulkan aturan itu berdasarkan suara. Jika suara penerbangan supersonik tidak cukup keras untuk mengganggu siapa pun di bawah, tidak ada alasan mengapa pesawat tidak bisa terbang supersonik.”

Selama setengah abad terakhir, para inovator penerbangan NASA secara metodis berupaya mengatasi tantangan untuk meredam ledakan tersebut. X-59 dari Quesst sedang dalam proses untuk membuktikan teknologi tersebut, dengan penerbangan komunitas dan survei publik yang sangat penting akan segera menyusul.

Namun, penerimaan masyarakat terhadap pesawat supersonik yang terbang di atas saat ini jauh melampaui kebisingan ledakan sonik. Kebisingan bandara, emisi, dan dampak iklim merupakan faktor-faktor yang masih perlu diatasi.

Bersama pemerintah, industri, dan mitra akademisnya, NASA juga berupaya mengatasi tantangan tersebut. Tapi semua itu tidak akan menjadi masalah sampai langkah pertama – pencabutan larangan penerbangan supersonik di darat yang sudah berlangsung selama setengah abad – tercapai.

“Kami sangat bersemangat untuk mengambil langkah maju yang besar ini, namun kami menyadari masih banyak hal yang perlu dilakukan,” kata Coen.

Sebagian besar artikel ini didasarkan pada karya Lawrence Benson, yang menulis buku sejarah resmi NASA “Quieting the Growth: The Formed Sonic Growth Demonstrator and the Quest for Quiet Supersonic Flight.” Baca di sini.