FAA ممنوعیت ۵۳ ساله پروازهای مافوق صوت را با استاندارد جدید نویز جایگزین می‌کند.

برای بیش از نیم قرن، ایالات متحده محدودیت سرعت سخت‌گیرانه‌ای را در آسمان حفظ کرده است. از سال ۱۹۷۳، قانون فدرال صراحتاً پرواز هواپیماهای تجاری با سرعتی فراتر از سرعت صوت بر فراز خاک داخلی را ممنوع کرده است؛ ممنوعیتی کلی که برای محافظت از جوامع در برابر اختلالات رعدآسا و لرزاننده پنجره ناشی از انفجارهای صوتی (Sonic Booms) وضع شد. اکنون، اداره هوانوردی فدرال (FAA) در حال آماده‌سازی برای بازنویسی قوانین هوانوردی مدرن است. در اطلاعیه پیشنهاد قانون‌گذاری که این هفته منتشر شد، این سازمان طرحی را برای جایگزینی محدودیت سرعت ۵۳ ساله با یک استاندارد آکوستیک مبتنی بر عملکرد ارائه کرد. تحت این چارچوب جدید، شرکت‌های هوافضایی مجاز خواهند بود جت‌های مسافربری را با سرعت‌های مافوق صوت بر فراز قاره ایالات متحده به پرواز درآورند، مشروط بر اینکه بتوانند ثابت کنند هواپیماهایشان مردم زیرین را در معرض نویز مخرب قرار نمی‌دهند. این تغییر، لحظه‌ای محوری برای بخش هوافضایی است که سال‌ها صرف توسعه فناوری‌هایی برای خاموش کردن انفجار صوتی کرده است.[1][2]

هسته اصلی پیشنهاد FAA نشان‌دهنده یک تغییر فلسفی اساسی در نحوه تنظیم مقررات فضای هوایی است. به جای غیرقانونی کردن یک سرعت خاص – ماخ ۱، یا تقریباً ۷۶۷ مایل در ساعت بسته به ارتفاع و دما – این سازمان سقف سخت‌گیرانه‌ای را برای نیروی فیزیکی امواج صوتی مجاز برای رسیدن به زمین پیشنهاد می‌کند. به طور خاص، پیش‌نویس قانون بیان می‌کند که پروازهای مافوق صوت بر فراز خشکی تنها در صورتی مجاز خواهند بود که فشار بیش از حد انفجار صوتی هواپیما در سطح زمین از ۰.۱۱ پوند بر فوت مربع (psf) تجاوز نکند. اگر یک اپراتور بتواند از طریق آزمایش پرواز، مدل‌سازی جوی یا طراحی آیرودینامیکی ثابت کند که هواپیمای آن‌ها این آستانه را برآورده می‌کند، آزاد خواهند بود تا با هر سرعتی که موتورهایشان اجازه می‌دهد پرواز کنند. برایان بدفورد، مدیر FAA، خاطرنشان کرد که پیشرفت‌های فناوری عملاً انفجار صوتی سنتی را حذف خواهد کرد و به این سازمان اجازه می‌دهد تا ممنوعیت دوران دهه ۱۹۷۰ را لغو کند و در عین حال تأثیر آن بر جوامع مسکونی را به حداقل برساند.[1][3]

برای درک اهمیت آستانه ۰.۱۱ پوند بر فوت مربع، لازم است به رویدادهایی که منجر به ممنوعیت اصلی سال ۱۹۷۳ شد، نگاه کنیم. در طول دهه ۱۹۶۰، در حالی که صنعت هوانوردی برای توسعه اولین وسایل حمل و نقل مافوق صوت رقابت می‌کرد، دولت ایالات متحده مجموعه‌ای از آزمایش‌های بحث‌برانگیز را بر فراز شهر اوکلاهاما انجام داد. به مدت شش ماه، جت‌های نظامی تا هشت بار در روز بر فراز منطقه پرواز کردند و انفجارهای صوتی عظیمی ایجاد کردند که پنجره‌ها را شکست، گچ دیوارها را ترک داد و منجر به تقریباً ۱۰,۰۰۰ شکایت عمومی شد. یک انفجار صوتی سنتی زمانی رخ می‌دهد که یک هواپیما که سریع‌تر از صوت حرکت می‌کند، مولکول‌های هوا را کنار می‌زند و امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کند که در یک مخروط فشار عظیم ادغام می‌شوند. هنگامی که لبه دنباله‌دار آن مخروط از روی زمین عبور می‌کند، صدای خشونت‌آمیز و انفجاری تولید می‌شود. واکنش عمومی به آزمایش‌های شهر اوکلاهاما به قدری شدید بود که FAA ممنوعیت قاطعی را بر خود سرعت وضع کرد و عملاً تضمین کرد که هواپیماهای تجاری مانند کنکورد (Concorde) تنها بر فراز اقیانوس آزاد به پرواز مافوق صوت محدود شوند.[4][9]

مقررات سال ۱۹۷۳ اساساً مسیر هوانوردی تجاری را تغییر داد. اداره هوانوردی فدرال با غیرقانونی کردن خود سرعت به جای نویز حاصل از آن، عملاً تضمین کرد که کنکورد – تنها جت مسافربری مافوق صوت موفق جهان – به پرواز در سریع‌ترین مسیرهای خود منحصراً بر فراز اقیانوس آزاد محدود شود. از آنجایی که پرواز سریع‌تر از ماخ ۱ بر فراز خشکی، صرف نظر از اینکه یک هواپیما چقدر می‌تواند ساکت باشد، غیرقانونی بود، تولیدکنندگان هوافضا هیچ انگیزه مالی برای سرمایه‌گذاری در فناوری‌های کاهش نویز نداشتند. برای دهه‌ها، هواپیماهای مسافربری ایمن‌تر، بزرگ‌تر و بسیار کم‌مصرف‌تر شدند، اما هرگز سریع‌تر نشدند. محدودیت سرعت یک مانع غیرقابل جابجایی باقی ماند و زمان پروازهای بین قاره‌ای و جهانی را در همان برنامه‌های زیرصوتی که در دهه ۱۹۷۰ وجود داشت، قفل کرد.[4][9]

برای درک اینکه مهندسان مدرن چگونه در تلاشند تا این مانع را دور بزنند، لازم است فیزیک انفجار صوتی را درک کنیم. هنگامی که یک هواپیما در آسمان حرکت می‌کند، مولکول‌های هوا را کنار می‌زند و امواج فشاری ایجاد می‌کند که با سرعت صوت به بیرون حرکت می‌کنند. وقتی هواپیما از ماخ ۱ فراتر می‌رود، از امواج فشار خود پیشی می‌گیرد. این امواج فشرده شده و در یک مخروط موج ضربه‌ای عظیم و پیوسته ادغام می‌شوند که پشت هواپیما دنبال می‌شود. هنگامی که لبه این مخروط پرفشار از روی زمین عبور می‌کند، افزایش ناگهانی فشار اتمسفر توسط گوش انسان به عنوان یک انفجار خشونت‌آمیز و مهیب درک می‌شود. هدف تحقیقات مدرن مافوق صوت، حذف امواج ضربه‌ای نیست – که از نظر فیزیکی غیرممکن است – بلکه دستکاری نحوه حرکت آن‌ها در جو است.[8][9]

اولین رویکرد اصلی برای حل این مشکل شامل شکل‌دهی آیرودینامیکی رادیکال است. سال‌هاست که ناسا در حال توسعه X-59 Quesst (فناوری مافوق صوت آرام) است، یک هواپیمای آزمایشی که برای تغییر اساسی هندسه امواج ضربه‌ای طراحی شده است. X-59 با داشتن یک دماغه سوزنی شکل متمایز و کشیده به طول ۳۰ فوت و بدنه‌ای که با دقت مجسمه‌سازی شده است، به گونه‌ای مهندسی شده که از ادغام امواج ضربه‌ای تولید شده در دماغه، بال‌ها و دم آن به یک انفجار قدرتمند واحد جلوگیری کند. در عوض، امواج در حین حرکت به سمت زمین جدا باقی می‌مانند. نتیجه یک "ضربه صوتی" ملایم به جای یک صدای ترکیدن رعدآسا است. مهندسان ناسا تأثیر آکوستیک X-59 را با صدای بسته شدن درب خودرو در فاصله تقریباً ۲۰ فوتی مقایسه می‌کنند، کاهشی چشمگیر که هیچ تهدیدی برای شیشه یا گچ دیوار ایجاد نمی‌کند.[1][9]

روش دوم، که FAA پیش‌بینی می‌کند توسط نسل اول جت‌های مافوق صوت تجاری جدید استفاده شود، به جای شکل‌دهی شدید هواپیما، بر فیزیک جوی تکیه دارد. این تکنیک پروازی که به عنوان "قطع ماخ" (Mach cutoff) شناخته می‌شود، از این واقعیت استفاده می‌کند که سرعت صوت ثابت نیست؛ بلکه بسته به دمای هوا و ارتفاع نوسان می‌کند. خلبانان با پرواز در ارتفاعات و سرعت‌های بالا و تحت شرایط جوی دقیق، می‌توانند امواج ضربه‌ای که به سمت پایین حرکت می‌کنند را وادار به شکست یا خم شدن به سمت بالا کنند. امواج ضربه‌ای قبل از رسیدن به سطح زمین، به سمت جو فوقانی منحرف می‌شوند. پیش‌نویس قانون FAA صراحتاً این تکنیک را تأیید می‌کند و خاطرنشان می‌سازد که عملیات موفقیت‌آمیز قطع ماخ از برخورد کامل انفجار صوتی اولیه به زمین جلوگیری می‌کند.[1][6]

هنگامی که یک هواپیما با موفقیت مانور قطع ماخ را اجرا می‌کند، زمین زیرین در معرض انفجار صوتی سنتی قرار نمی‌گیرد. در عوض، فرآیند شکست امواجی را بر جای می‌گذارد که فیزیکدانان آن‌ها را "امواج میرا" (evanescent waves) می‌نامند. این نوسانات فشار در سطح پایین به صورت یک غرش ضعیف و دوردست به سطح زمین می‌رسند. ناسا به طور گسترده این امواج میرا را اندازه‌گیری کرده و دریافته است که تقریباً معادل حجم نویز استاندارد پس‌زمینه خیابان هستند. تحت چارچوب جدید پیشنهادی FAA، این امواج میرا از نظر قانونی مجاز خواهند بود، مشروط بر اینکه نیروی فیزیکی آن‌ها کاملاً زیر حد فشار بیش از حد ۰.۱۱ پوند بر فوت مربع باقی بماند. اگر یک اپراتور بتواند ثابت کند که هواپیمای آن‌ها از این آستانه فراتر نخواهد رفت، به آن‌ها آزادی داده می‌شود تا به صورت مافوق صوت بر فراز فضای هوایی داخلی فعالیت کنند.[1][5]

تلاش برای مدرن‌سازی این مقررات رسماً توسط کاخ سفید تسریع شد. در ژوئن ۲۰۲۵، رئیس جمهور دونالد ترامپ فرمان اجرایی ۱۴۳۰۴ را امضا کرد و به وزارت حمل و نقل و FAA دستور داد تا ممنوعیت پرواز بر فراز خشکی را لغو کرده و یک استاندارد موقت صدور گواهینامه مبتنی بر نویز ایجاد کنند. این دستور استدلال می‌کرد که قوانین موجود مبتنی بر سرعت منسوخ شده‌اند و فعالانه مانع پیشرفت فناوری هوافضای آمریکا می‌شوند. پیش‌نویس قانون ۶۳ صفحه‌ای که این هفته منتشر شد، پاسخ نظارتی مستقیم به آن دستور است. این پیش‌نویس یک هدف روشن و قابل اندازه‌گیری برای شرکت‌های هوانوردی خصوصی مانند بوم سوپرسونیک (Boom Supersonic) تعیین می‌کند، شرکتی که در حال حاضر در حال توسعه یک هواپیمای تجاری به نام اُوِرچِر (Overture) است. بوم پیش از این، قابلیت اجرای تکنیک قطع ماخ را در طول یک پرواز آزمایشی موفقیت‌آمیز با هواپیمای نمایشی XB-1 خود در اوایل سال جاری نشان داده است.[3][6]

در حالی که صنعت هوافضا از اطلاعیه پیشنهاد قانون‌گذاری استقبال کرده است، چارچوب نظارتی هنوز کامل نیست. پیشنهاد فعلی منحصراً به نویز کروز در مسیر – صدایی که هنگام پرواز هواپیما در ارتفاعات بالا بین مقاصد تولید می‌شود – می‌پردازد. این پیشنهاد محدودیت‌های نویز قابل قبولی را برای موتورهای عظیمی که برای به حرکت درآوردن این هواپیماها در هنگام برخاست و فرود لازم است، تعیین نمی‌کند. از آنجایی که جت‌های مافوق صوت برای عملکرد کارآمد در سرعت‌های بالا به بال‌های باریک و کم‌درگ نیاز دارند، معمولاً برای بلند شدن از باند به نیروی رانش فوق‌العاده‌ای نیاز دارند که آن‌ها را در مجاورت فرودگاه‌ها بسیار پر سر و صدا می‌کند. FAA اعلام کرده است که پیشنهاد این هفته صرفاً اولین گام در یک فرآیند نظارتی چند مرحله‌ای است. این سازمان قصد دارد در اواخر سال جاری قانون دومی را منتشر کند که استانداردهای سخت‌گیرانه‌ای برای نویز فرود و برخاست تعیین خواهد کرد و تضمین می‌کند که جوامع نزدیک به مراکز اصلی بین‌المللی در معرض غرش کرکننده موتور قرار نگیرند.[2][6]

حتی با وجود اینکه موانع نظارتی شروع به برطرف شدن می‌کنند، بازگشت پرواز تجاری مافوق صوت با تردید جامعه علمی مواجه است. چندین محقق آکوستیک هشدار داده‌اند که معیار انتخابی FAA – یک محدودیت فشار ساده ۰.۱۱ پوند بر فوت مربع – کاملاً با آزار و اذیت انسانی مطابقت ندارد. ویلیام کراسلی، استاد هوانوردی و فضانوردی در دانشگاه پردو، خاطرنشان کرد که اندازه‌گیری‌های خام فشار بیش از حد، در نظر گرفتن چگونگی تأثیر فرکانس‌های مختلف و عوامل محیطی بر نحوه درک صدا توسط مردم را نادیده می‌گیرند. یک ضربه ناگهانی و غیرمنتظره می‌تواند ساکنان را بترساند و باعث شکایت شود، حتی اگر موج فشار فیزیکی نسبتاً ضعیف باشد. در حالی که کارشناسان اذعان می‌کنند که حد ۰.۱۱ پوند بر فوت مربع پیشرفت بزرگی نسبت به انفجارهای کنترل نشده دهه ۱۹۶۰ است، آن‌ها تأکید می‌کنند که FAA باید واکنش عمومی را از نزدیک زیر نظر داشته باشد، زیرا ناسا پرواز X-59 را بر فراز جوامع منتخب ایالات متحده برای جمع‌آوری داده‌های درک واقعی آغاز می‌کند.[8]

فراتر از چالش‌های آکوستیک، نسل بعدی هواپیماهای مافوق صوت باید واقعیت‌های اقتصادی و زیست‌محیطی دلهره‌آوری را نیز پشت سر بگذارند. کنکورد در نهایت به عنوان یک شرکت تجاری شکست خورد زیرا مصرف سوخت عظیم آن، قیمت بلیط را برای همه به جز ثروتمندترین مسافران، به طور غیرقابل قبولی گران کرد. طرح‌های مافوق صوت مدرن به طور قابل توجهی کم‌مصرف‌تر هستند، اما عبور دادن یک هواپیما از دیوار صوتی همچنان به انرژی بسیار بیشتری نسبت به پرواز با سرعت‌های زیرصوت نیاز دارد. در عصری که صنعت هوانوردی جهانی تحت فشار شدید برای کربن‌زدایی است، معرفی مجدد جت‌های مافوق صوت پرمصرف، نگرانی‌هایی را در میان حامیان محیط زیست ایجاد کرده است. شرکت‌هایی مانند بوم سوپرسونیک متعهد شده‌اند که ناوگان خود را به طور کامل با سوخت هوانوردی پایدار (SAF) اداره کنند تا ردپای کربن خود را کاهش دهند، اما عرضه جهانی این سوخت تخصصی همچنان به شدت محدود است.[5][7]

با وجود این چالش‌ها، جذابیت کاهش زمان سفرهای جهانی به نصف، همچنان یک انگیزه قدرتمند برای تولیدکنندگان و خطوط هوایی است. اگر چارچوب پیشنهادی FAA نهایی شده و در سطح بین‌المللی پذیرفته شود، می‌تواند سفرهای طولانی مدت را اساساً تغییر شکل دهد. یک پرواز بدون توقف از لس آنجلس به نیویورک، که در حال حاضر تقریباً شش ساعت طول می‌کشد، می‌تواند به تنها سه ساعت کاهش یابد. مسیرهای فراآتلانتیک و فرااقیانوس آرام نیز شاهد کاهش‌های چشمگیر مشابهی خواهند بود و به مسافران تجاری اجازه می‌دهد تا اقیانوس‌ها را طی کرده و در یک روز بازگردند. پیشنهاد FAA اکنون برای یک دوره ۴۵ روزه اظهار نظر عمومی باز است، که طی آن ذینفعان صنعت، کارشناسان آکوستیک و جوامع محلی در مورد استاندارد ۰.۱۱ پوند بر فوت مربع نظر خواهند داد. در حالی که بعید است مسافران قبل از پایان دهه سوار پرواز تجاری مافوق صوت شوند، ایالات متحده رسماً اولین گام را برای شکستن مجدد دیوار صوتی بر فراز خشکی برداشته است.[4][7]