Редакция "Нова Варна"
Масивната тяга, необходима за изстрелване на ракета в космоса, създава много шум. Колко по-точно, ще разберете ако прочетете статията тук.
Гледайки кадрите от изстрелването на Сатурн V по време на програмата Аполо на НАСА през 60-те и 70-те години на миналия век се вижда нещо интересно – колко далеч са тълпите от зяпачи от главния събитие.
Имало е няколко добри причини за това и шумът е бил едната от тях: силните звуци могат да убият и малко неща, построени от хора, са били толкова силни, колкото Saturn V.
Когато астронавтите на Аполо изстрелвали своите мисии до Луната, те го правили с повече от 5,1 километра отстояние от развълнуваните тълпи от зрители. Дори на такова разстояние шумът бил невероятен. Често срещан мит по онова време е, че звуковите вълни от двигателите на Сатурн V са били толкова мощни, че са разтопили бетон върху стартовата площадка и са подпалили трева на миля (1,6 км) разстояние (и двете са неверни).
204 децибела е шумът по време на изстрелването, показват измерванията на НАСА. Сравнете това със звука на излитащ реактивен самолет, който е между 120 и 160 децибела и се счита за опасен за слуха, ако човек се изложи на него повече от 30 секунди. Дори на 1,5 мили (2,4 километра) шумът от изстрелването на Сатурн V е записан като 120 децибела – толкова силен, колкото на рок концерт или автомобилен клаксон от много близко разстояние.
„Винаги съм поразен от физичността на изстрелването“, казва Антъни Рю, собственик на кафене във Флорида, който наблюдава и снима изстрелвания от дните на Сатурн V. „Още през 70-те години имаше аудио устройство, наречено Sensurround, което беше използвани във филми за бедствия като Земетресение, за създаване на дозвуково сеизмично „изживяване“ в киното.
„Изстрелванията отблизо са малко като Sensurround“, казва Рю. „Можете да почувствате леко треперене, след това грохот в гърдите ви, преди да можете да чуете истински звук. Дозвуковите басови честоти карат ушите ви да пукат. След няколко секунди звукът се слива в рев, като масивна горелка за заваряване.“
Миналата година екип от учени от университета Бригъм Йънг в Юта изчислява, колко силен е бил шумът от Сатурн V. Те стигат до забележително подобно откритие на собствените записи на НАСА – 203 децибела.
Разликата между 160 и 200 децибела може да не звучи като много голяма, но не е така.
„Сто и седемдесет децибела биха били еквивалентни на 10 самолетни двигателя. Двеста биха били равни на 10 000 двигателя“, каза Кент Джий, водещ автор на изследването и професор по физика в университета Бригъм Йънг по това време. „Всеки 10 децибела е увеличение от порядък на величина.“
Била ли е Сатурн V най-шумната ракета, изстрелвана някога? Вероятно не, ако използваме тягата като ориентир. Силата от 35MN (меганютона), произведена от Сатурн V при изстрелването, е по-малка от тази, произведена от злополучната ракета N1 на Съветския съюз (45MN), която трябвало да достави космонавти на лунната повърхност през 60-те години на миналия век. Но със сигурност е бил достатъчно силен, че е трябвало да се вземе предвид нещо повече от слуха на зрителите. Ракети, толкова мощни като Сатурн V, са били в състояние да причинят щети на себе си само от звуковите вълни, генерирани от шума от собственото им изстрелване.
Предотвратяването на подобен инцидент е занимавало ракетните инженери на НАСА още преди програмата Аполо, казва Джон Блевинс от НАСА, главен инженер на системата за изстрелване в космоса (SLS), използвана за скорошното изстрелване на програмата Артемида.
Едно от възможните решения е: противопожарните ровове в стартовата площадка да са пълни с вода, което помага да се заглуши част от интензивния шум, създаван при излитане на ракетата.
„Има поредица от наземни тестове, направени в дните на Аполо, направихме ги отново за Space Launch System“, казва Блевинс, добавяйки, че НАСА също е построила по-малки модели, както на ракетата, така и на подложките, за да прецени какво количество шум създава тяхното взаимодействие.
Пълните с вода ровове също са били използвани за изстрелването на космическата совалка – харизматичните, кипящи облаци от пара, наблюдавани при онези известни стари ракетни изстрелвания на НАСА, всъщност не са дим, а пара от водата, изпаряваща се от силната топлина.
SLS е новата ракета, използвана в програмата Artemis – тази, планирана да отведе човечеството по-далеч в Слънчевата система от всякога. Това е една от най-мощните ракети, изстрелвани някога с 15% по-голяма тяга от Saturn V. Като главен инженер на SLS, Блевинс е наблюдавал – и чувал – нейните пет двигателя да се тестват на земята в космическия център John C Stennis в южната част на Мисисипи. Наземните тестове са критична стъпка в напредъка на дизайна на ракетата, казва Блевинс.
„Аз съм на около половин миля, имам тапи за уши и за 600 секунди това нещо произвежда просто повече пара, отколкото можете да си представите. И когато успеете да се приближите толкова близо, виждате, че това е един двигател от четири! И те произвеждат по-малко тяга от двата [твърди ракетни ускорителя] отстрани.
„Това ви дава представа колко мощни са тези ракети. Просто е невероятно.“
Блевинс казва, че SLS е проектиран да бъде по-тих от Saturn V, но нивата на шум зависят не само от тягата на двигателя.
„Има много нюанси в това, което хората чуват“, казва Белвинс. „Като ден с ниска облачност, например ако имате таван на облаците от 1000 фута (330 м), този шум ще премине през целия щат Флорида и просто ще отскача напред-назад. Наистина няма да бъде лесно отслабен и затова хората в Тампа ще чуят изстрелване на ракета, само когато денят е безоблачен.“ Тампа е на три часа път с кола от космическия център Кенеди, от другата страна на полуостров Флорида.
Проучване на учени от университета Бригъм Йънг и колежа Ролинс във Флорида изследва записите от SLS по време на изстрелването на Artemis 1 през ноември 2022 г. и установява, че той създава повече шум, отколкото са давали прогнозните модели на изстрелването. Те установяват, че на 0,9 мили (1,5 км) от стартовата площадка максималното ниво на шум достига 136 децибела, докато на 3,2 мили (5,2 км) е 129 децибела.
Уетни Колей, математик в колежа Rollins, който изучава акустика и е един от онези, които изследват звука, идващ от изстрелването на Artemis 1, описва пукащия звук, произведен от SLS, като „40 милиона пъти по-силен от купа Rice Krispies“.
Предвижда се да бъдат изстреляни и далеч по-шумни ракети. Превозното средство Starship на SpaceX – предназначено за мисията до Марс – ще се издигне върху бустера Super Heavy на компанията. Super Heavy, според SpaceX, ще генерира почти 76MN тяга, повече от два пъти от тази на Saturn V. Ако планирате да гледате излитането му, тапите за уши са много добра идея.
Превод и редакция: Венета Николова
