Las impresionantes explosiones sónicas del Falcon Heavy

El Falcon Heavy

El reciente despegue del Falcon Heavy de SpaceX ha servido para lanzar un coche que ahora mismo está navegando camino de Marte y el espacio exterior. A bordo va un muñeco a modo de astronauta que no tardará mucho en ser consumido por las radiaciones cósmicas. Hay múltiples guiños en todo el proyecto, con referencias a Bowie y su Space Oddity incluidas.

Pero para nosotros el interés está en otro aspecto más terrenal: el múltiple 'boom' que acompaña el aterrizaje a velocidad ultrasónica de sus dos propulsores en su vuelta hacia la tierra. Es más, según el vídeo que hayáis visto, escucharéis dos o hasta tres 'booms' por cada uno de esos propulsores. ¿Cómo es posible? Empecemos aclarando cómo se produce esa explosión.

Falcon Heavy de SpaceX
Falcon Heavy en pleno vuelo
SpaceX

El origen del 'boom'

El origen de ese impacto sonoro se debe a un curioso fenómeno del que todos hemos oído hablar: aquello de que los aviones ultrasónicos 'rompen' la barrera del sonido. No es sólo un referencia metafórica a que superan ese umbral de velocidad; es algo mucho más poderoso. Delante de ellos se forma literalmente una barrera de aire comprimido por el avance del avión.

Cuando un avión vuela (o un objeto cae desde la estratosfera), empuja el aire y crea una sobrepresión delante de él. Esa sobrepresión viaja siguiendo las leyes de la acústica a la velocidad del sonido. Cuando el avión alcanza en su vuelo justo esa misma velocidad del sonido (Mach 1), el espacio que el cuerpo del avión avanza es el mismo que recorre la 'sobrepresión' que él mismo desencadena en el aire. Como resultado, las sobrepresiones se acumulan, se agolpan en cada vez mayor intensidad, dando lugar a que aparezca una 'barrera': un aire tan comprimido que es muy difícil de franquear.

En el caso de que el avión viaje por encima de la velocidad del sonido, va 'dejando atrás' esas compresiones. Vuela sin formar tampoco esa concentración maliciosa que se da sólo en el momento de cruzar el umbral del Mach 1. De hecho, por encima de la velocidad del sonido la configuración global viene a ser la de un cono, tanto más y más agudo cuanto mayor sea la velocidad.

Lo veis representado en este dibujo:

Formación de la bbarrera del sonido
Formación de la barrera del sonido
Wikipedia

Pero lo que nos importa es el exacto momento de franquear esa barrera invisible (a veces no tanto) que el propio avance del avión crea delante de sí, esa 'barrera del sonido' que es una barrera de aire extremadamente comprimido.

En el exacto momento en que el avión supera la velocidad del sonido esta 'rompiendo' tal barrera, está abriendo un agujero en ella. No por casualidad este tipo de aviones suelen llevar en su punta y también en las de sus alas unas prolongaciones que casi parecen agujas. Esas agujas en punta tienen más fácil 'pinchar' esa lámina de aire comprimido que se presenta delante del avión. Y como con cualquier singularidad de este tipo (pensad en cuando pinchamos un globo), la perforación de esa barrera desencadena fenómenos atípicos, una auténtica explosión que produce el estampido sonoro que escuchamos cuando se produce ese momento preciso de superar la barrera del sonido. Se ha roto y desmembrado la fenomenal barrera de aire comprimido. Su desmoronamiento crea ese estallido sonoro característico.

Algunas imágenes muestran visible el cono. La abrupta liberación de la presión genera que el agua en estado gaseoso que existe en el aire se condense en gotas por el enfriamiento. Pensadlo como si, al moverse tan veloces por culpa de la apertura del agujero y la caída del muro, se enfriara bruscamente y apareciera la condensación. Es lo que provoca imágenes como estas:

Conos formados en aviones a la velocidad del sonido
Varias imágenes con los 'conos'
Visto en cienciadesofa.com

Al comienzo de este otro vídeo veréis con claridad la aparición del cono que mágicamente surge de la nada alrededor del avión en el momento de alcanzar y romper la barrera.

Boom múltiple: ¿por qué?

Ahora podemos responder ya a nuestra pregunta inicial. En el vídeo que encabeza esta noticia oiréis varios booms por cada uno de los dos propulsores en caída ¿Por qué son varios?

En realidad, es algo muy normal y con poco misterio. Los estallidos suelen ser múltiples en el caso de los aviones y otros objetos de forma compleja, como pueden ser estos cohetes. Distintas partes del objeto, al producir esas compresiones en diferentes lugares y momentos, dan lugar a la formación de varios efectos del tipo descrito, pero en diferentes instantes ligeramente separados. Lo podéis intuir en la imagen anterior, concretamente en el avión que aparece arriba a la derecha, con evidentes conos múltiples. En otras ocasiones/condiciones no tienen porqué ser tan sincronizados y rompen en momentos ligeramente distantes.

En el caso de los dos cohetes aceleradores del Falcon Heavy, los tres impactos sonoros se corresponden con la base o fondo del cohete, las "patas" que le cuelgan a los lados y le sirven para aterrizar, y un tercero por la presencia de los alerones que están en la punta. En algunos vídeos, dos de estos impactos se suceden tan rápido que parecen ser uno solo; además, esa percepción también depende de la posición del observador.

Pablo Fernández-Cid
EL AUTOR

Pablo no puede callar cuando se habla de tecnologías audio/música. Doctor en teleco. Ha creado diversos dispositivos hard y soft y realizado programaciones para músicos y audiovisuales. Toca ocasionalmente en grupo por Madrid (teclados, claro).

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Comentarios
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  • Libertizer
    #1 por Libertizer hace 2 semanas
    seguro que con fernando alonso al volane, llegan antes de lo previsto... dentro de poco carreras marcianas del F1 F2 F3... :desdentado:
  • BlahBlah
    #2 por BlahBlah hace 2 semanas
    Conspiranoicos magufos hablando de "chemtrails" en 3, 2, 1...
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  • Replicante
    #3 por Replicante hace 2 semanas
    Buen artículo, Pablo. Desconocía que el tubo de pitot en el morro de los cazas fuera para penetrar la onda sónica. Creía que sólo era para determinar la velocidad del aire.
    La gente de Musk lo está petando con sus cohetes. A ver cuando llega el Big Fucking Rocket! :plasplas:
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  • buhardilla
    #4 por buhardilla hace 2 semanas
    Muy entretenido :plasplas:
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  • Wikter
    #5 por Wikter hace 2 semanas
    Esos conos los crean las sustancias que se desprenden del casco del caza, ubicadas allá para repartirlas sobre la población indefensa, que no tiene suficiente con ingerir aguas del grifo fluoradas y con altos contenidos en Yerro, aceites refinados con sosa caústica, panes ricos en gluten sintético y cervezas a base de polvos...
    Vamos, que yo eso de la condensación por acoplamiento de las presiones no me lo acabo de creer, eso parece una emisión de aerosoles para alentar la esterilidad y la invocación del Kthulu.

    ](*,)

    Con lo que molaba ver el Concorde romper la barrera antes que no había Youtube...
  • Victor_rotciV
    #6 por Victor_rotciV hace 2 semanas
    Es legal enviar un coche al espacio?
    Es moral?
    Me parece de lo más infantil...
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  • Victor_rotciV
    #7 por Victor_rotciV hace 2 semanas
    Imagino que querrian probar el cohete sin arriesgar un costoso satélite..
  • BlahBlah
    #8 por BlahBlah hace 2 semanas
    #6

    Es justo lo que he estado pensando estos días.
    La investigación aeroespacial, como toda la investigación científica es fundamental para la sociedad.

    Pero, tonterías como lo de mandar un coche con un maniquí, ¿realmente aporta algo aparte de marketing y más chatarra espacial, que empieza a ser un problema?
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  • Wikter
    #9 por Wikter hace 2 semanas
    Dicen que el coche lo aparcarán en el cinturón de asteroides de Marte, aunque lo mismo va hacia la luna para fotografiar la cara oculta... Todos sabemos que allá hay bases espaciales de civilizaciones ancestrales...
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  • Teo Tormo
    MOD
    #10 por Teo Tormo hace 2 semanas
    #6 Legal és porque tiene permiso del gobierno de EEUU para hacer todas esas pruebas. Moral... pues eso ya es algo más personal, yo creo que en caso de que haya fallo en estos primeros lanzamientos del Falcon Heavy más vale destruir un coche propiedad de una de las empresas de Musk, si sale mal no pasa nada, si sale bien es un pedazo de anuncio. Total, Elon Musk es el Tony Stark de la vida real, puede hacer lo que le parezca.

    #8 Chatarra espacial es como se llama lo que se queda orbitando alrededor de la Tierra sin utilidad alguna, esto va rumbo a Marte.
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  • Libertizer
    #11 por Libertizer hace 2 semanas
    #6

    pronto el nuevo invento en nuestos cielos... ¨gasolineras flotantes¨ con ¨parking flotante¨... ahora entiendo lo de las ¨ciudades flotantes¨ en china... :desdentado: :desdentado: :desdentado:
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  • BlahBlah
    #12 por BlahBlah hace 2 semanas
    #10

    Alguien escribió:
    Chatarra espacial es como se llama lo que se queda orbitando alrededor de la Tierra sin utilidad alguna, esto va rumbo a Marte.


    Chatarra espacial se aplica a cualquier objeto artificialmente creado que esté en el espacio (sea la órbita de la Tierra o no lo sea) y que no cumpla ninguna función o actividad, o ésta ya haya cesado.
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  • Teo Tormo
    MOD
    #13 por Teo Tormo hace 2 semanas
    #12 No. https://es.m.wikipedia.org/wiki/Basura_espacial
    Y ahora es cuando me contestas que wikipedia miente, se equivoca o carece de rigor.
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  • ted
    #14 por ted hace 2 semanas
    Cuando hacen pruebas de lanzamiento mandan bloques de hormigón o acero ya que no es seguro que el despegue vaya a salir bien y los satelites salen muy caros. Con todo el dinero que se han gastado en el proyecto el precio del coche no es nada, y menuda propaganda... A parte de esto, el maniqui lleva un nuevo tipo de traje espacial y estan aprovechando para ver que tal se comporta en condiciones reales. La mayoria de la gente piensa que ha sido un capricho de Musk pero no es asi. Ha cambiado un bloque de hormigon por un coche: mucha publicidad por poco dinero. Ha mandado un maniqui con un traje espaci dentro: pueslo mismo, todo el mundo esta hablando de lo excentrico que es, osea, publicidad y de paso esta haciendo pruebas extremas a un nuevo producto
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  • Libertizer
    #15 por Libertizer hace 2 semanas
    si te cae una rueda de un Ferrari F12 berlinetta, que sepas que no es un regalo de dios, es ¨cristinao ronaldo¨ repostando en la M.I.R ... le queda bien eso de jugar en la liga de ´las estrellas¨ en un club ¨galactico¨

    cdn1.uvnimg.jpg
  • Victor_rotciV
    #16 por Victor_rotciV hace 2 semanas
    Ahora la pregunta del millón:

    Si Tesla tiene derecho a colocar un producto en órbita en el espacio con propósitos comerciales cualquier otra marca gozará de este privilegio?

    Mcdonalds querrá colocar un Bigmac en órbita con la Luna, Cocacola no se quedará atrás, Nestlé se querrá sumar, etc..

    La privatización del espacio está en marcha.

    Se abren tantas incógnitas con todo este asunto..
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  • BlahBlah
    #17 por BlahBlah hace 2 semanas
    #13

    Ahora es cuando te contesto lo que dice Wikipedia en inglés:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Space_debris

    "Space debris (also known as space junk, space waste, space trash, space litter or space garbage) is a term for the mass of defunct, artificially created objects in space, most notably in Earth orbit, such as old satellites and spent rocket stages. It includes the fragments from their disintegration, erosion and collisions. As of December 2016, five satellite collisions have resulted in generating space waste."

    Y obviamente "Most notably" no significa "exclusivamente".
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  • BlahBlah
    #18 por BlahBlah hace 2 semanas
    #16

    Excelente pregunta. ¿De quién es el espacio? Creo que hay algún tipo de acuerdo mundial o algo así que prohíbe que nadie "conquiste" o se haga dueño de ningún astro u objeto natural existente fuera de la Tierra.

    Pero, ¿qué pasa con el espacio vacío? ¿Puede cualquiera llenarlo con lo que le dé la gana?
  • Victor_rotciV
    #19 por Victor_rotciV hace 2 semanas
    Las posiciones orbitales de la tierra creo que están reguladas por la ONU...
  • Victor_rotciV
    #20 por Victor_rotciV hace 2 semanas
    Aquí la respuesta:

    https://es.wikipedia.org/wiki/Tratado_sobre_el_espacio_ultraterrestre

    Tratado sobre el espacio ultraterrestre

    "las actividades de las entidades no gubernamentales en el espacio ultraterrestre, incluso la Luna y otros cuerpos celestes, deberán ser autorizadas y fiscalizadas constantemente por el pertinente Estado Parte en el Tratado"

    "Si un Estado Parte en el Tratado tiene motivos para creer que una actividad o un experimento en el espacio ultraterrestre, incluso la Luna y otros cuerpos celestes, proyectado por otro Estado Parte en el Tratado, crearía un obstáculo capaz de perjudicar las actividades de exploración y utilización del espacio ultraterrestre con fines pacíficos, incluso en la Luna y otros cuerpos celestes, podrá pedir que se celebren consultas sobre dicha actividad o experimento".
  • Victor_rotciV
    #21 por Victor_rotciV hace 2 semanas
    Conclusión:

    Si ningún Estado Parte en el Tratado puede justificar que la actividad o experimento realizado en el espacio ultraterrestre, incluso la Luna y otros cuerpos celestes, proyectado por otro Estado Parte en el Tratado, crea un obstáculo capaz de perjudicar las actividades de exploración y utilización del espacio ultraterrestre con fines pacíficos, incluso en la Luna y otros cuerpos celestes, no podrá evitar que se realice dicha actividad o experimento".
    :desdentado:
  • Wikter
    #22 por Wikter hace 2 semanas
    Chatarra orbital, chatarra espacial... o chatarra marciana?
  • Teo Tormo
    MOD
    #23 por Teo Tormo hace 2 semanas
    #17 No. Al menos en catalán y alemán,
    https://ca.m.wikipedia.org/wiki/Brossa_espacial
    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Weltraummüll
    Podemos coger los 44 idiomas de la entrada y sacar una media. :ook:
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  • Unwired
    #24 por Unwired hace 2 semanas
    Marketing y publicidad... El 7º poder.

    A otra cosa... Otras cosas que también han estado en órbita.:

    eae50a5166e7f9080b3cfded0afdffe5--funny-comments-gag.jpg
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  • OptiMuff Prime
    #25 por OptiMuff Prime hace 2 semanas
    #24 Sí, yo siempre me acuerdo de Laika cuando leo algo sobre lanzamientos al espacio. :(

    Me flipa la astronomía y la física de partículas, pero pienso que mientras una sola persona esté jodida en el mundo, los viajes espaciales y los lanzamientos de objetos a la órbita terrestre o más allá son pornografía.

    Lanzar un solo kilogramo al espacio cuesta una verdadera burrada, que si se invirtiese donde hay que invertirla...
    Aunque está claro que si me dan a escoger entre eliminar los viajes al espacio o el gasto en armamento, ni me lo pienso, claro.
    Pero creo que las dos cosas son un despiporre mientras haya tanta gente muy jodida y muy por debajo del umbral de la pobreza.

    Ante estas noticias me siento dividido: Mi parte friki, lo flipa.
    Y mi parte humana se cabrea mucho. :-k
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