Gli aerei più veloci richiedono più carburante e le alternative potrebbero non essere la soluzione climatica auspicata dall’industria.
Boom Supersonic ha infranto la barriera del suono in un volo di prova del suo jet XB-1 la scorsa settimana, segnando un primo passo verso un potenziale ritorno del volo commerciale supersonico. Il piccolo aereo ha raggiunto una velocità massima di Mach 1,122 (circa 750 miglia all’ora) in un volo sopra la California meridionale e ha superato la velocità del suono per alcuni minuti.
“Il volo supersonico dell’XB-1 dimostra che la tecnologia per il volo supersonico per passeggeri è arrivata”, ha dichiarato il fondatore e amministratore delegato di Boom, Blake Scholl, dopo il volo di prova.
Boom prevede di avviare le operazioni commerciali con una versione ridotta dell’XB-1, un jet da 65 passeggeri chiamato Overture, entro la fine del decennio, e ha già venduto decine di aerei a clienti come United Airlines e American Airlines. Ma mentre l’azienda si avvicina a questo obiettivo, gli esperti avvertono che questi sforzi avranno un prezzo elevato per il clima.
Gli aerei supersonici bruceranno molto più carburante di quelli attuali, con conseguenti maggiori emissioni di anidride carbonica, che alimentano il cambiamento climatico. I jet supersonici volano anche più in alto rispetto agli attuali aerei commerciali, introducendo effetti atmosferici che potrebbero riscaldare ulteriormente il pianeta.
In risposta alle domande di MIT Technology Review, Boom ha indicato come soluzione i carburanti alternativi, che però sono ancora poco disponibili e potrebbero avere un’utilità limitata nel ridurre le emissioni degli aerei supersonici. L’aviazione contribuisce in modo significativo e crescente ai cambiamenti climatici causati dall’uomo e le tecnologie supersoniche potrebbero aumentare l’inquinamento del settore, anziché fare progressi verso la sua riduzione.
L’XB-1 segue una lunga storia di voli supersonici globali. L’uomo ha infranto per la prima volta la barriera del suono nel 1947, quando Chuck Yeager ha raggiunto le 700 miglia orarie con un aereo da ricerca (la velocità del suono a quell’altitudine è di 660 miglia orarie). Poco più di due decenni dopo, nel 1969, il Concorde, il primo aereo commerciale supersonico, effettuò il suo primo volo. Questo aereo ha viaggiato regolarmente a velocità supersoniche fino alla dismissione dell’ultimo esemplare nel 2003.
Tra gli altri problemi (come il fastidio dei boom sonici), uno dei principali svantaggi del Concorde era il suo elevato costo operativo, dovuto in parte alle enormi quantità di carburante necessarie per raggiungere le massime velocità. Secondo gli esperti, i jet supersonici di oggi dovranno affrontare sfide simili.
Volare vicino alla velocità del suono cambia l’aerodinamica necessaria per un aereo, afferma Raymond Speth, direttore associato del MIT Laboratory for Aviation and the Environment. “Tutte le cose che si devono fare per volare a velocità supersonica”, dice, “riducono l’efficienza… C’è un motivo per cui oggi gli aerei volano intorno a Mach 0,8 o giù di lì”.
Boom stima che uno dei suoi jet Overture a grandezza naturale bruci da due a tre volte il carburante per passeggero rispetto alla cabina di prima classe di un aereo subsonico. L’azienda ha scelto questo paragone perché il suo aereo è “progettato per offrire un’esperienza di cabina migliorata e produttiva”, simile a quella disponibile nelle cabine di prima e di business class degli aerei di oggi.
Tuttavia, questa situazione di base non è rappresentativa del viaggiatore medio di oggi. Rispetto ai viaggi standard in classe economica, le cabine di prima classe tendono ad avere sedili più grandi e più spazio tra di loro. Poiché ci sono meno posti a sedere, è necessario più carburante per passeggero e quindi si producono più emissioni per ogni persona.
Se si considerano i passeggeri stipati in carrozza oltre a quelli in prima classe, ogni passeggero di un volo supersonico Boom brucerà da cinque a sette volte più carburante per passeggero rispetto alla media dei passeggeri di aerei subsonici di oggi, secondo una ricerca dell’International Council on Clean Transportation.
Non è solo l’anidride carbonica prodotta dalla combustione del carburante che potrebbe aumentare l’impatto climatico degli aerei supersonici. Tutti i motori a reazione rilasciano anche altri inquinanti, tra cui ossidi di azoto, carbonio nero e zolfo.
La differenza è che mentre gli aerei commerciali oggi raggiungono il massimo livello nella troposfera, gli aerei supersonici tendono a volare più in alto nell’atmosfera, nella stratosfera. L’aria è meno densa ad altitudini più elevate, creando meno resistenza all’aereo e facilitando il raggiungimento di velocità supersoniche.
Secondo Speth, volare nella stratosfera e rilasciarvi sostanze inquinanti potrebbe aumentare gli impatti climatici del volo supersonico. Ad esempio, gli ossidi di azoto rilasciati nella stratosfera danneggiano lo strato di ozono attraverso reazioni chimiche a quell’altitudine.
A dire il vero, non sono tutte cattive notizie. L’aria più secca nella stratosfera significa che i jet supersonici non produrranno probabilmente significative scie. Questo potrebbe essere un vantaggio per il clima, dato che le scie contribuiscono al riscaldamento.
Boom ha anche annunciato l’intenzione di compensare gli impatti climatici previsti rendendo i suoi aerei compatibili con il 100% di carburante per l’aviazione sostenibile (SAF), una categoria di carburanti alternativi ricavati da fonti biologiche, prodotti di scarto o persino dal carbonio catturato dall’aria. “Andare più veloce richiede più energia, ma non è necessario emettere più carbonio. Overture è stato progettato per volare con carburante per l’aviazione sostenibile a zero emissioni di carbonio (SAF), eliminando fino al 100% delle emissioni di carbonio”, ha dichiarato un portavoce di Boom via e-mail in risposta alle domande scritte di MIT Technology Review.
Tuttavia, i carburanti alternativi potrebbero non essere una salvezza per il volo supersonico. La maggior parte dei SAF oggi disponibili in commercio è prodotta con un processo che riduce le emissioni tra il 50% e il 70% rispetto ai combustibili fossili. Quindi un jet supersonico alimentato con SAF potrebbe emettere meno anidride carbonica di uno alimentato con combustibili fossili, ma i combustibili alternativi probabilmente continueranno ad avere un certo livello di inquinamento da carbonio, afferma Dan Rutherford, direttore senior della ricerca dell’International Council on Clean Transportation.
“La gente ripone molte speranze nei SAF”, afferma Rutherford. “Ma la realtà è che oggi sono ancora scarsi [e] costosi, e hanno problemi di sostenibilità”.
Dei 100 miliardi di galloni di carburante per aerei utilizzati lo scorso anno, solo lo 0,5% circa era SAF. Le aziende stanno costruendo nuovi stabilimenti per produrre volumi maggiori di carburante e ampliare le opzioni disponibili, ma secondo Rutherford il carburante continuerà probabilmente a rappresentare una piccola frazione della fornitura esistente. Ciò significa che i jet supersonici saranno in competizione con gli altri aerei esistenti per la stessa fornitura e punteranno a usarne di più.
Boom Supersonic si è assicurata 10 milioni di galloni di SAF all’anno da Dimensional Energy and Air Company per la durata del programma di volo di prova di Overture, secondo l’e-mail del portavoce della società. In definitiva, però, se e quando Overture raggiungerà l’operatività commerciale, saranno le compagnie aeree che acquisteranno i suoi aerei a cercare un rifornimento di carburante e a pagarlo.
C’è anche la possibilità che l’uso dei SAF nei jet supersonici abbia conseguenze indesiderate, poiché i carburanti hanno una composizione chimica leggermente diversa da quella dei combustibili fossili. Ad esempio, i combustibili fossili contengono generalmente zolfo, che ha un effetto raffreddante, in quanto gli aerosol di zolfo formati dagli scarichi dei motori dei jet aiutano a riflettere la luce del sole. (Il rilascio intenzionale di zolfo è una delle strategie promosse dai gruppi che mirano a iniziare la geoingegneria dell’atmosfera). Questo effetto è più forte nella stratosfera, dove è probabile che volino jet supersonici. I SAF, tuttavia, hanno tipicamente livelli di zolfo molto bassi, quindi l’uso di carburanti alternativi nei jet supersonici potrebbe potenzialmente provocare un riscaldamento complessivo ancora maggiore.
Ci sono altre barriere che Boom e altri dovranno superare per far decollare una nuova industria di jet supersonici. I viaggi supersonici sulla terraferma sono in gran parte vietati, a causa del rumore e dei potenziali danni derivanti dall’onda d’urto causata dalla rottura della barriera del suono. Sebbene alcuni progetti, tra cui uno della NASA, stiano lavorando a modifiche dei velivoli che porterebbero a un’onda d’urto meno dannosa, queste cosiddette tecnologie a basso boom sono tutt’altro che collaudate. Il prototipo della NASA è stato presentato l’anno scorso e l’agenzia sta attualmente conducendo i test del velivolo, il cui primo volo è previsto per quest’anno.
Boom sta pianificando un secondo volo di prova supersonico per l’XB-1, già il 10 febbraio, secondo il portavoce. Una volta terminati i test su questo piccolo velivolo, i dati saranno utilizzati per contribuire alla costruzione di Overture, l’aereo in scala reale. L’azienda prevede di iniziare la produzione di Overture nella sua fabbrica tra circa 18 mesi.
Nel frattempo, il mondo continua a riscaldarsi. Come dice Speth del MIT, “mi sembra che non sia il momento per l’aviazione di inventare nuovi modi per usare ancora più energia, visto il punto in cui ci troviamo nella crisi climatica”.
