对于南加州的沙漠来说，独特的飞行景象和声音往往标志着航空事业的重大里程碑。从1947年已故的查克·耶格尔打破音障，到如今航天飞机着陆在位于爱德华兹的美国国家航空航天局 （NASA）阿姆斯特朗飞行研究中心，当一架超音速飞机飞过头顶，人们在地面上都能听到一种可识别的响亮的声音——音爆，这一直是让人吃惊也难以接受的物理现象。
几十年来，NASA一直致力于降低飞行器的音爆的研究，这种声音的响度被认为是未来陆上商用超音速飞机的关键壁垒。在2022年NASA的X-59静音超音速飞机在天空试飞之前，首先要将音爆降低到一个明显更低的水平。
NASA计划最早于2024年在美国各地上空试验X-59，以分析公众对静音超音速飞行的看法和接受程度，但该机构首先需要验证X -59飞机像它设计的那样安静。
NASA 与洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin Corporation）联合设计的这种飞机的巡航速度将达每小时1500公里以上。如果NASA研发的低噪声高超音速飞机得到商业化，从旧金山飞到上海，仅仅需要五六个小时。
为了做到这一点，首先NASA将在莫哈韦沙漠采用尖端技术测量声音——一种全新的、最先进的地面采集系统，用于研发一架全新的、最先进的飞机。
NASA的X-59静音超音速技术飞机(简称QueSST)的设计飞行速度高于音速，并且不会产生响亮的、破坏性的音爆。在以这种速度飞行的飞机下方的地面上通常能听到这种音爆， 然而在X-59飞行时，地面上的人最多只能听到一种像关门这样轻微的重音。X-59将飞过美国各地来展示这项技术，但在这之前，NASA需要使用地面记录系统来验证X-59飞机的声音特征。
作为地毯测量飞行试验的一部分，NASA将在F/A-18超音速飞行中用CI – GRS采集音爆。这些测试将为NASA捕捉X-59超音速飞机安静音爆的任务提供经验。
NASA将使用晶钻仪器地面记录系统（简称CI-GRS）来收集与音爆相关的数据，未来还将收集X-59相对安静的音爆信号。CI-GRS的一个特点是能够为NASA安装定制算法的软件，以执行实时声信号分析等各种专业操作。
NASA已经与加州圣克拉拉的晶钻仪器公司(Crystal Instruments)签订了合同，由晶钻仪器提供一种记录飞机音爆研究的高保真数据记录系统，该系统能够为该机构提供必要的数据，以验证X-59超音速飞机的声学特征。
“这是我们第一次在NASA研究这个完整的系统，为了完成这个项目将采用很多新技术。” NASA负责飞行演示任务声验证的技术领导 Larry Cliatt说，“我认为下一代音爆很快将是更安静的音爆。”
根据数年来准备好的计划，NASA将同时采用上百个晶钻仪器地面记录系统(简称CI-GRS)来收集与音爆、音击相关的时域波形和频谱数据。CI-GRS还将为NASA安装定制算法的软件，以执行实时声信号分析等各种专业操作。
有了这项技术，NASA将有能力从记录的信号中提取、查看和分析声学和物理数据。例如，CI-GRS将具有信号调理功能，可以从夹杂其他环境声音的数据中提取出X-59超音速飞机的低振幅声波。该软件还将能够计算许多不同类型的声学指标，包括声级，这是目前公认的音爆响度测量方法。
“我们正在构建的是一个数据采集系统，这是世界上第一台全面集成太空卫星技术和飞机通信技术的数采设备，它将使用最新的电子元器件技术，具有尖端的硬件和软件功能，这样NASA就可以捕获他们需要的高质量音爆数据。”晶钻仪器公司销售副总裁Darren Fraser说。
首次交付的CI-GRS预计将在位于加州的NASA阿姆斯特朗基地进行现场测试，之后，一些将部署在爱德华兹空军基地外。这些数采设备将组成一个数百平方公里的地面麦克风阵列，无数台数采设备需要在极其精微的时间段上同步运行指令，这将是下一轮飞行试验中“地毯式测量”工作的一部分。
作为飞行试验，在某个特定时刻将部署一架来自NASA阿姆斯特朗的飞机，该飞机以超音速高速飞过麦克风阵列， 验证X-59飞机的声学特性。在捕捉X-59安静的声爆的刹那，多个测试设备同时启用记录声爆数据的功能。
“地毯式测量”的经验将有助于对CI-GRS的最终设计做任何必要修改，然后将以相同的方法部署在X-59多达70个地面记录站。
NASA需要CI-GRS满足的另一个功能是其远程操作的能力。在之前类似的超音速声学研究中，NASA在现场部署了音爆记录仪，并在每个测试日结束时收集传感器。然而，在莫哈韦沙漠，对于一个30英里长的麦克风阵列，这在后勤和服务上是个挑战。
Cliatt说：“这种地面记录系统在使用时必须可靠和坚固，这是我们所预期的，一次部署可以工作几天甚至几个月。还将包括双向通信，因此从2024年开始，当X-59在美国各地上空飞行时，它们可以在大范围部署，最终可以从一个远程主机上控制总共175个数采记录系统。”
晶钻仪器的Darren Fraser说：“CI-GRS将是第一个这类空天一体化的记录仪。第一个，就像X-59飞机一样也是第一个，我认为在潜在的商业超音速旅行的新时代将会有很多的第一个。这将为未来人们的超音速飞行奠定基础，我认为这是每个人都希望看到的。”