Feature Sains: Fotografi Schlieren Membuat Gelombang Kejut Pesawat Terlihat

Fotografi schlieren memanfaatkan pembelokan cahaya oleh perubahan kerapatan fluida untuk membuat pola yang biasanya tidak terlihat menjadi citra. Feature ini menjelaskan foto gelombang kejut pesawat T-38 milik NASA; tulisan ini bukan laporan eksperimen redaksi.

Udara tampak bening, tetapi suhu, tekanan, dan kerapatannya tidak selalu seragam. Perbedaan kerapatan mengubah indeks bias sehingga berkas cahaya dibelokkan sedikit; susunan optik schlieren mengubah pembelokan kecil itu menjadi perbedaan terang dan gelap pada gambar.

Pada penerbangan supersonik, gangguan tekanan tidak dapat merambat ke depan lebih cepat daripada pesawat. Gangguan menumpuk menjadi gelombang kejut yang membentuk garis atau bidang tajam, dan teknik schlieren dapat merekam lokasinya terhadap badan pesawat.

NASA mengidentifikasi foto pendamping sebagai karya Dr. Leonard Weinstein: T-38 terbang pada Mach 1,1 di ketinggian 13.700 kaki di Wallops pada 1993. Nomor foto resminya EC94-42528-1, dengan tanggal dokumentasi 13 Desember 1993.

Keberhasilan citra itu penting karena teknik schlieren sebelumnya lazim digunakan di terowongan angin pada model. Memotret pesawat ukuran penuh yang sedang terbang memerlukan sumber latar, posisi kamera, waktu, dan geometri yang memungkinkan perubahan kerapatan udara dibedakan.

Citra schlieren bukan foto warna langsung dari "udara" atau gambar panas. Terang-gelapnya merupakan hasil sistem optik dan pengolahan kontras terhadap perubahan lintasan cahaya; penafsiran kuantitatif tetap memerlukan kalibrasi serta model aliran.

Foto pendamping mendokumentasikan pola gelombang kejut T-38 pada 13 Desember 1993. Karena merupakan gambar eksperimen dengan konfigurasi khusus, pola pada satu penerbangan tidak boleh digeneralisasi ke semua pesawat, kecepatan, atau kondisi atmosfer.

Sumber: NASA, "Schlieren Photography", 28 September 2009, https://www.nasa.gov/image-article/schlieren-photography-2/ ; NASA, "Schlieren Supersonic Shock Waves", https://www.nasa.gov/gallery/schlieren/ ; NASA Earth Observatory, "Seeing Shock Waves", 31 Agustus 2015, https://science.nasa.gov/earth/earth-observatory/seeing-shock-waves-86742/

Catatan editorial: Tulisan ini ditandai sebagai feature sains, bukan berita terbaru. Redaksi tidak melakukan percobaan dan tidak mengubah konteks foto NASA. Gambar hanya diubah ukuran dan dikonversi ke JPEG.