国际空间站内的噪音:挑战与创新

火箭和航天器中的噪音水平

火箭发射期间产生的噪音 是人类活动中最高水平之一。历史上的运载火箭如土星五号的噪音水平达到约 204.7 dB,而现代发射系统——包括NASA的太空发射系统(SLS)约202.4 dB和超重型火箭系统150 dB——仍然极其响亮。工程师使用专门的隔音和消音技术来限制这些噪音到达航天器内部的程度。这些措施保护了机载仪器和机组人员,使其免受起飞和上升过程中危险高分贝水平的影响。

火箭和航天器中的噪音水平 ​Svantek

无线声学 - AXIOM 任务 4 - Svantek 进入太空!

独家了解 AXIOM任务4宇航员在波兰华沙哥白尼科学中心与媒体、投资者和太空爱好者的会面。这一特别活动重点介绍了 任务目标、国际合作和突破性技术,包括 SVANTEK的无线声学技术,专为太空中的宇航员健康监测而设计。了解波兰如何为 太空探索的未来 做出贡献,并听取塑造人类太空飞行下一篇章的宇航员的第一手见解。

国际空间站(ISS)的声学环境

持续的背景噪音

与发射期间短暂的极端噪音不同,国际空间站保持着平均约72 dBA的持续背景噪音。数百个系统——通风、生命支持、科学仪器等——全天候运行,产生可显著波动的持续嗡嗡声。这种动态的声景需要仔细、持续的监测,以检测和处理任何可能危及宇航员健康或干扰空间站功能的峰值。

噪音对机组人员健康和操作的影响

天空实验室、和平号空间站到国际空间站 的数十年的研究表明,长期噪音暴露会增加噪声性听力损失(NIHL)的风险。高噪音水平还会导致压力、妨碍沟通,并可能掩盖重要的警报。国际空间站是一个封闭的环境,因此宇航员逃离持续噪音的方式有限。因此,受控的声学环境对于保持机组人员的专注力和幸福感至关重要,尤其是在长期任务期间。

长期研究和发现

自2001年11月以来收集的数据显示,宇航员有时会超过安全的噪音暴露限值。即使有保护策略,持续的背景噪音仍然会随着时间推移构成健康风险。这些发现强调了持续改进噪音管理和监测的必要性,以保护未来更长时间任务中的机组人员——尤其是在太空机构计划进行更深入的太空探索之际。

太空任务中的噪音管理

工程师采用各种策略来减轻太空中的噪音。物理改造——如隔音毯、改进的绝缘和基于水的消音——有助于降低火箭发动机的高噪音(例如,从195 dB降低到约142 dB)。在航天器内部,声学剂量计提供噪音暴露的持续测量,指导调整以将声音保持在更安全的水平。

Svantek 在空间噪音监测中的作用

作为声学和振动测量领域的领导者,Svantek已向NASA提供噪音监测设备超过十年。过去,SV 102A+噪音剂量计已在国际空间站上使用,以跟踪和管理机组人员的暴露。随着欧洲航天局(ESA)为月球附近的Gateway空间站做准备,它旨在采用下一代噪音监测技术。新系统必须小巧、轻便,并支持蓝牙,以便轻松将数据传输到健康管理软件,如EveryWear。

Samantha Cristoforetti使用SV 102A+在国际空间站支柱上进行声学诊断。图片:ESA/NASA

波兰声学的历史性里程碑

无线声学项目,由Svantek在工程师Karol Sazonow的领导下开发,与ESA和NASA合作,代表了声学数据收集和用于机组人员健康的方式的重大飞跃。这是先进的波兰声音监测系统首次在太空进行测试,标志着波兰在空间声学领域存在的重要一步。

 

Sławosz Uznański - Wiśniewski 的历史性角色

Sławosz Uznański – Wiśniewski,一位波兰宇航员,将在其长期的国际空间站任务期间对Svantek的设备进行实际操作测试。他的实际反馈将有助于完善未来计划的技术,包括计划的Gateway空间站,并增强长期飞行的整体噪音监测。

 

 
 

实时声音记录与分析技术

无线声学项目引入了一个突破性的无线测量设备系统,能够进行连续的实时声音记录和分析。在国际空间站的实验期间,将测试三种关键的Svantek仪器:

  1. SV 104A – 由宇航员佩戴的个人声学剂量计。它测量24小时内耳朵附近的噪音,提供关于每日声音暴露的精确数据。
  2. SV 971A – 放置在哥伦布模块固定位置的高质量声级计,精确定位特定噪声源并评估其对宇航员健康的影响。
  3. SV 36 – 顶级声学校准器,确保SV 104ASV 971A准确校准,补偿温度、湿度或压力的任何变化。

蓝牙技术 – 现代无线通信

无线声学系统的一项主要创新是基于蓝牙的数据传输,允许声音计将实时信息流式传输到宇航员iPad上的EveryWear应用程序。这不仅简化了数据收集,还为地面声学专家提供了近乎即时的分析。由Svantek开发人员设计的加密确保了医疗数据在无线传输过程中的安全。在轨道上展示蓝牙的可靠性可能为未来任务(如Gateway)中更广泛的无线系统铺平道路。

严格的冲击和电磁兼容性测试

在进入轨道之前,Svantek的设备经历了地球上一些最严苛的测试:

  • 冲击测试:模拟火箭发射条件,具有极端振动,确保设备即使在强烈的机械应变下也能正常运行。
  • 电磁兼容性(EMC)测试:确保仪器符合军用级标准,抵抗电磁干扰——这种严格程度很少应用于商业声音计。

这些全面的试验证实,Svantek的产品能够承受太空旅行的压力,并在国际空间站复杂的电磁环境中可靠运行。

国际空间站上的数据收集和传输方法

为了支持日常安全和任务目标,宇航员需要一致的噪音水平信息。Svantek的设备每24小时周期每分钟收集噪音数据,建立国际空间站内个人和环境声音的详细概况。蓝牙连接到EveryWear会自动传输这些数据,然后下行传输到地球供专家评估。这种简化的流程确保了近乎实时的反馈,如果噪音水平激增,能够快速干预。

Luca Parmitano running 'Acoustic Diagnostics', an Italian Space Agency (ASI) experiment, in cooperation with the University of Rome Tor Vergata, to study the effects of the background noise of the ISS on the hearing of the astronauts. Svantek Sv 102 ESA

Luca Parmitano运行声学诊断,研究国际空间站背景噪音对宇航员健康的影响。图片:ESA/NASA

 

用户体验和比较分析

用户体验对于在国际空间站上使用的任何设备都至关重要。宇航员在进行常规空间站活动时,必须发现仪器易于设置和操作。比较分析显示,较新的型号,如SV 104ASV 971A,通过提供更好的数据质量和更简单的操作,超越了旧设备。这些优势使机组人员能够收集更准确的信息,而无需增加工作量。

噪音管理的未来方向和改进

展望未来,更小、更精确、更节能的设备可能会主导航天器声学。这些进步将能够快速、自动地响应不断变化的噪音条件。与健康管理软件(如ESA的EveryWear)的更深入集成提供了一个单一的、统一的平台,用于跟踪噪音暴露和其他健康参数,确保对机组人员幸福感的全面关注。

进一步提升国际空间站声学安全的前景

ESA、NASA和Svantek继续合作,以增强国际空间站的噪音安全。努力可能包括先进的实时噪音分析算法、如果达到限值则激活预防措施的警报系统,以及对宇航员噪音监测培训的持续改进。这些改进将有助于维持更安静、更安全的环境,为长期任务期间更健康、更高效的机组人员铺平道路。

 

关键要点

  1. 复杂的声学环境:国际空间站充满了运行中的机械和系统,产生持续的噪音,需要先进的监测策略以确保机组人员安全。
  2. Svantek的创新系统:设备 – SV 102A+SV 104ASV 971A – 对于捕获国际空间站上的环境和个人噪音暴露至关重要。
  3. 无线声学项目:通过蓝牙EveryWear软件的实时数据传输加快了声学监测速度,并使地面专家能够立即响应。
  4. 增强的用户体验:较新的剂量计和声级计与旧系统相比,提供了更高的准确性、舒适性和易用性,更好地满足了宇航员的需求。
  5. 未来路径:持续的研究以及与健康系统的更紧密集成将完善噪音管理协议,支持长期机组人员健康和成功的深空任务。

与我们的顾问交谈联系表

联系我们
点击刷新验证码
* 我们定期将最新的产品信息发送至您的邮箱。