¿Hasta qué altura sobre la tierra se pueden escuchar sonidos?

El título de la pregunta pregunta ¿Hasta qué altitud sobre la tierra se pueden escuchar los sonidos? @uhoh dio una respuesta detallada a esa pregunta. En cambio, responderé especulativamente a una pregunta implícita en el cuerpo del OP: ¿ Cuál es el sonido en el video vinculado?

El OP asume implícitamente que los sonidos en el video se transmitieron a través del aire a un micrófono. (Muchos comentaristas en un hilo de Reddit hacen una suposición similar).

Un par de cosas a tener en cuenta del video vinculado:

• La aceleración no es constante. El video vinculado tiene una duración de 2 minutos y 19 segundos. La etapa 1 aterrizó aproximadamente a los 8 minutos y 7 segundos de vuelo. Si la aceleración fuera constante, eso habría significado que MECO debería haber ocurrido alrededor de 40 segundos en el video. En cambio, MECO ocurre alrededor de 12 segundos en el video.

• El sonido permanece más o menos igual durante los primeros 12 segundos del video vinculado. Hay pocos cambios a los 5 segundos del video, que es cuando el vehículo se volvió supersónico.

Cuando volaba el Concorde, los pasajeros a menudo comentaban lo silencioso que se volvía el avión de repente al volverse supersónico. Si bien los pasajeros aún podían sentir el ruido de los motores del jet, ya no podían escuchar los sonidos masivos emitidos por el escape de los motores. El sonido del escape solo se habría escuchado detrás de la aeronave. El avión dejó atrás el sonido.

Que el sonido no cayera repentinamente a los 5 segundos del video sugiere que los sonidos no fueron grabados por micrófonos en el aire. En cambio, lo más probable es que el sonido provenga de sensores de vibración, como acelerómetros diseñados para ser sensibles a las vibraciones o micrófonos que "escuchan" al propio vehículo de lanzamiento.

Además de sonar bien, los datos de vibración registrados serían muy útiles para los ingenieros de SpaceX. Los ingenieros realizan análisis de estabilidad y capacidad de control con respecto al sistema de control de un vehículo de lanzamiento con respecto al sistema de control en sí mismo y con respecto a cómo la flexión del vehículo interactúa con el sistema de control. Estos análisis también deben abordar el chapoteo de líquidos en los tanques de aquellos vehículos que usan propulsores líquidos.

Los problemas clave son que la flexión o el chapoteo excesivos pueden hacer que el sistema de control se comporte de manera muy mala si hay superposiciones entre las frecuencias de flexión, chapoteo y control, y que el sistema de control puede excitar de manera similar la flexión o el chapoteo excesivos de una manera muy mala. manera si tales superposiciones ocurren. Flex y slosh pueden excitarse mutuamente si sus respuestas de frecuencia se superponen. La flexión del vehículo puede reducirse/cambiarse en frecuencia agregando refuerzos, y el chapoteo del tanque puede reducirse/cambiarse en frecuencia agregando deflectores a los tanques. Pero si estos no son necesarios, los refuerzos y los deflectores son solo un exceso de peso que reduce la masa de carga útil.

Los ingenieros usan múltiples modelos para estimar los modos de flexión y chapoteo, pero al final, estos son solo modelos. "Todos los modelos están equivocados, pero algunos son útiles". Tener mediciones reales de la vibración del vehículo durante el lanzamiento sería muy beneficioso para validar y refinar estos modelos.

tl; dr: Ciertamente, es posible cierta propagación de ondas de sonido a 100 km de altitud. Con una densidad un millón de veces más baja que en la superficie, el camino libre medio de las moléculas individuales se acercará a un milímetro, por lo que los ultrasonidos podrían verse afectados, pero para las frecuencias humanas o GoPro será mucho más silencioso, pero seguirá ahí.

¿Hasta qué altura sobre la tierra se pueden escuchar sonidos?

No existe una única altitud a la que de repente no se puedan oír los sonidos. Hay una caída constante en la presión del sonido con la presión atmosférica, y la caída se acelera cuando el camino libre medio se acerca a la longitud de onda de un sonido en particular, pero estas son transiciones suaves.

¿La densidad del aire a esa altitud permite la propagación normal del sonido o se mejoró el audio de la grabación?

No estoy seguro de lo que significa "propagación normal".

El volumen del sonido transmitido disminuye constantemente a medida que disminuye la densidad, de la misma manera que se vuelve aún más fuerte bajo el agua (+61 dB) . del sonido, luego la caída cambia a exponencial a medida que la propagación se vuelve evanescente.

Esto se explica con gran detalle en la excelente respuesta de @ honeste_vivere a ¿A qué altitud el aire sería demasiado delgado para transportar una onda de sonido? Voy a citar el último bit aquí:

respuesta 2

El modelo solo recorrió 100 km, pero aun así, sería difícil escuchar nuestra fuente si nos moviéramos un poco más de ~ 100 m de ella. Dado que la densidad disminuye exponencialmente con una distancia de plegado en e de solo ~ 8,5 km (la presión también lo hace de manera similar), si extrapolamos nuestras estimaciones para$L_{i,src}\left( h \right)$luego el valor cae a ~10 dB por ~177 km.

Entonces, a ~200 km, un ser humano probablemente no podría escuchar una fuente a ~1 m de distancia que produjera un nivel de intensidad de 100 dB, 1000 Hz al nivel del mar.

Ver también:

• LDSD de NASA JPL : Vuelo de prueba supersónico (HD) que incluye el micrófono de una cámara GoPro que graba pequeños cohetes sólidos a diferentes altitudes, como se vincula en ¿ Cómo los propulsores tangenciales para la prueba LDSD de 2014 giran hacia arriba y luego giran hacia abajo tan bien?

También verifique las respuestas a

• ¿De dónde viene el ruido de los paseos espaciales?
• ¿Cómo serían los sonidos en Marte?
• ¿Pueden los astronautas escuchar sonidos durante las caminatas espaciales para reparaciones?

De la última:

Según el artículo y el video de la revista WIRED Watch Astronauts Answer Your Burning Questions about Space (también visible en YouTube ):

Los sonidos existen en el espacio, pero los humanos no pueden escucharlos.