Le foto di onde d'urto supersoniche della Nasa: mai viste così

La Nasa ha fotografato onde d'urto che intergiscono tra loro. Ottenere lo scatto giusto, però, non è stato facilissimo. Ecco a cosa serviranno queste immagini.

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I due jet supersonici comprimono l'aria attorno a loro. Qui, per la prima volta, si vede l'interazione fra due onde d'urto supersoniche. | NASA

Le foto di quei "ventagli" colorati, nei giorni scorsi, hanno fatto il giro del web, da Instagram a Facebook. Parliamo delle immagini che la Nasa ha pubblicato per documentare gli sviluppi dei suoi studi nel campo del volo supersonico. Cosa rappresentano e come sono state ottenute? Le foto mostrano due jet supersonici sperimentali T-38 e i ventagli sono le onde d'urto che si formano quando gli aerei superano la velocità del suono.

 

Sono state scattate con la tecnica della strioscopia (o fotografia Schlieren) che permette di visualizzare le compressioni di un fluido (in questo caso, l'aria).

 

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Un T-38 in volo di profilo. Le regioni più scure sono quelle in cui l'aria è più compressa. | NASA

Quanta pazienza! Ci sono voluti parecchi preparativi e un po' di... pazienza perché era necessario che i due jet supersonici fotografati (due T-38 della Nasa) volassero in formazione a una precisa distanza tra loro (9 metri) e che raggiungessero velocità supersonica nel momento in cui si fossero trovati al di sotto di un terzo aereo (un B-200) a bordo del quale era installato il sistema di acquisizione delle immagini.

 

Alla fine l'allineamento di tutte queste condizioni è stato raggiunto e il risultato è stato un set di immagini che mostra con chiarezza eccezionale (e per la prima volta, in volo) come le onde d'urto interagiscono con le scie degli aerei (nella loro versione originale le immagini erano monocromatiche e successivamente sono state elaborate e colorate dalla Nasa per migliorarne la visualizzazione)

 

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I due jet T-38, a pochi metri l'uno dall'altro, ripresi da un terzo aereo, sopra di loro. | NASA

Ma come si formano quelle onde d'urto? Gli aerei, volando, si fanno strada attraverso le molecole d'aria che si trovano davanti e se la velocità del volo si avvicina a quella del suono (Mach 1, cioè circa 1.200 km/h al livello del mare, 1.050 km/h a 1.100 metri di quota) le molecole d’aria non hanno più il tempo di fare spazio all’aereo stesso: si crea un "tamponamento a catena" che aumenta la pressione, provocando il famoso fenomeno del boom sonico. Nelle immagini, le aree più scure sono proprio quelle in cui le molecole d'aria si sono ammassate.

 

Sperimentale. L'esperimento della Nasa (di cui potete vedere un breve video qui), e le immagini ottenute, permetteranno ai tecnici di studiare un design in grado di ridurre al minimo il boom sonico e di soddisfare così i regolamenti dell'aviazione che vietano il passaggio di aerei supersonici in prossimità di centri abitati. Proprio a questo scopo la Nasa sta lavorando (assieme all'azienda Lockheed Martin) all'X-59, aereo sperimentale che dovrebbe volare fra un paio d'anni e che dovrebbe essere molto più silenzioso dei suoi predecessori. Se tutto andrà come da programma, potremo presto assistere all'inizio di una nuova era dell'aviazione e al ritorno di nuovi jet passeggeri supersonici.

 

13 marzo 2019 | Davide Lizzani