رحلات حول العالم في ساعة: دراسة تكشف أن الطيران الأسرع من الصوت يقترب من الواقع

أظهرت دراسة حديثة ، نشرت في Nature Communications، وأجراها البروفيسور نيكولاوس بارزال من معهد ستيفنز للتكنولوجيا، دعماً لما يعرف بـ "فرضية موركوفين"، التي تقول إن سلوك الاضطرابات الهوائية عند سرعات ماخ 5 وماخ 6 لا يختلف كثيرًا عن تلك عند السرعات المنخفضة.

ويعد الاكتشاف خطوة نحو تطوير الطائرات القادرة على الطيران بسرعة تفوق الصوت عدة مرات، وربما الوصول إلى الفضاء. وفي حال تحقق الطيران الأسرع من الصوت، يمكن للرحلات الطويلة مثل سيدني-لوس أنجلوس، التي تستغرق اليوم كاملاً حاليًا، أن تقل إلى ساعة واحدة فقط.

ويشير بارزال إلى أن هذا النوع من الطيران سيجعل السفر أسرع وأسهل وأكثر متعة، وسيعيد تعريف مفهوم المسافات العالمية.

ولتحقيق هذه السرعات، يجب مواجهة صعوبات كبيرة، أبرزها الحرارة الشديدة والاضطرابات الهوائية الناتجة عن تحرك الطائرة بسرعات تتجاوز ماخ 10، أي عشرة أضعاف سرعة الصوت عند سطح البحر.

وتتغير خصائص الهواء بشكل كبير عند هذه السرعات، إذ يصبح قابلاً للانضغاط، ما يؤثر على الرفع والمقاومة والدفع، ويجعل تصميم الطائرات الأسرع من الصوت أكثر تعقيدًا من الطائرات التقليدية.

ولاختبار فرضية موركوفين، استخدم فريق بارزال الليزر لتأين غاز الكريبتون داخل نفق هوائي، مكونين خطًا متوهجًا يظهر كيفية تحركه مع تدفق الهواء. وكشفت التجربة، التي استغرقت أكثر من عقد من الزمن، أن اضطرابات الهواء عند ماخ 6 تشبه بشكل كبير التدفقات البطيئة غير القابلة للانضغاط.

كما تشير الدراسة إلى أن الطائرات الأسرع من الصوت قد لا تحتاج إلى تصميمات جديدة بالكامل، ما يسهل تطويرها ويجعل استخدام الحواسيب لمحاكاة ديناميكيات الهواء عند هذه السرعات أكثر قابلية للتنفيذ.

كما تشير الدراسة إلى أن الطائرات الفائقة السرعة قد تصل إلى المدار الأرضي المنخفض مباشرة، دون الحاجة للصواريخ التقليدية، ما قد يغيّر أساليب السفر على الأرض وفي الفضاء.

ويضيف بارزال:"إذا استطعنا بناء طائرات تطير بسرعة فائقة، يمكننا استخدامها للوصول إلى المدار بدلًا من الصواريخ، وهو ما سيحدث تحولًا كبيرًا في النقل على كوكبنا وفي الفضاء."