国际空间站的噪音

 




火箭与航天器的噪音水平

 

火箭发射期间产生的噪音是人类活动中最高的之一。土星五号(Saturn V)等历史运载工具的噪音水平约为 ‌204.7 分贝‌,而现代发射系统——包括 NASA 的太空发射系统(SLS,约 ‌202.4 分贝‌)和超级重型火箭系统(‌150 分贝)——仍然极其响亮。工程师使用专门的隔热和消音技术来限制这些噪音进入航天器内部。这些措施可保护机载仪器和乘员在发射和上升阶段免受危险的高分贝噪音影响。

 

无线声学 - AXIOM 4号任务 - Svantek 进 入 太空!

 

独家观看 AXIOM 4号任务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。这一特别活动聚焦任务目标、国际合作和突破性技术,包括 SVANTEK 专为太空宇航员健康监测设计的 ‌无线声学技术‌。探索波兰如何为未来太空探索贡献力量,并直接听取塑造人类太空飞行新篇章的宇航员的见解。

 

 

   国际空间站(ISS)的声学环境   

恒定背景噪声 

与发射期间的短暂极端噪音不同,国际空间站维持着平均约 ‌72 分贝的恒定背景噪音。通风、生命支持、科学仪器等数百个系统全天候运行,产生可能大幅波动的持续嗡鸣声。这种动态声景需要仔细、持续的监测,以检测并解决可能危及宇航员健康或干扰空间站功能的噪音峰值。

 

噪音对乘员健康与操作的影响  

天空实验室(Skylab)、和平号空间站(Mir)到国际空间站的数十年研究表明,长期噪音暴露会增加 ‌噪音性听力损失(NIHL)‌ 的风险。高噪音水平还会导致压力、阻碍沟通,并可能掩盖重要警报。国际空间站是封闭环境,因此宇航员几乎无法逃避持续噪音。受控的声学环境对于维持乘员专注力和健康至关重要,尤其是在长期任务中。

 

长期研究和发现 

自2001年11月以来收集的数据显示,宇航员有时会超出安全噪音暴露限值。即使有保护策略,持续背景噪音仍会随着时间推移构成健康风险。这些发现强调,必须持续改进噪音管理与监测,以保护未来更长任务(尤其是航天机构计划中的深空探索任务)中的乘员。

 

太空任务中的噪音管理    

工程师采用多种策略减轻太空中的噪音。物理改造——如隔音毯、改进隔热材料和水基消音技术——帮助降低火箭发动机的高噪音(例如从 ‌195 分贝降至约 ‌142 分贝‌)。在航天器内部,声学剂量计提供噪音暴露的持续测量,指导调整措施以将声音保持在更安全水平。

 

Svantek 在太空噪音监测中的角色

作为声学与振动测量领域的领导者,Svantek 已为 NASA 提供噪音监测设备超过十年。过去,‌SV102A+噪声剂量计曾被用于国际空间站以追踪和管理乘员暴露。随着欧洲航天局(ESA)为月球附近的 ‌Gateway 空间站‌ 做准备,其目标是采用下一代噪音监测技术。新系统必须小巧、轻便且支持蓝牙,以便轻松将数据传输至健康管理软件(如 ‌EveryWear‌)。

 


 

波兰声学史上的里程碑

由 Svantek 公司在工程师 ‌Karol Sazonow‌ 的领导下开发,并与 ‌ESA‌ 和 ‌NASA‌ 合作的 ‌无线声学项目‌,标志着声学数据收集与乘员健康监测方式的重大飞跃。这是先进的波兰声音监测系统首次在太空中进行测试,象征着波兰在空间声学领域存在感的重要一步‌。

 

斯瓦沃什 ● 乌兹南斯基一维斯涅夫斯基的历史作用

斯瓦沃什·乌兹南斯基-维斯涅夫斯基(Sławosz Uznański-Wiśniewski)作为波兰籍欧洲航天局项目宇航员‌,将在其长期国际空间站(ISS)任务中实际操作测试 ‌Svantek‌ 的声学监测设备。通过他的实践反馈,相关技术将得到优化,为未来项目(包括计划中的 ‌Gateway 空间站‌)提供支持,并提升长期太空飞行中的整体噪音监测能力‌。


 

 

实时声音记录和分析技术   

无线声学项目‌引入了一套突破性的无线测量设备系统,能够实现连续的实时声音记录与分析。在国际空间站(ISS)的实验中,将测试三款关键的Svantek仪器:

1.SV104A-宇航员佩戴的个人声学剂量计。它通过24小时监测耳部附近的噪声,提供每日声音暴露的精确数据。

2.SV 971A-一台高质量声级计,固定在哥伦布舱内的特定位置,用于精确定位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 104A和SV 971A的精准校准,补偿温度、湿度或压力变化带来的误差。

蓝牙技术-现代无线通信        

无线声学系统‌的一项重大创新是采用基于蓝牙的数据传输技术,使声级计能够将实时信息流传输至宇航员iPad上的EveryWear应用。这不仅简化了数据收集,还能为地面声学专家提供近乎即时的分析。Svantek开发者设计的加密技术确保医疗数据在无线传输过程中保持安全。验证蓝牙在轨可靠性可为未来任务(如Gateway空间站)更广泛的无线系统应用铺平道路。

 

严苛的冲击与电磁兼容性测试   

在进入太空前,Svantek的设备经历了地球上最严苛的测试:

  • 冲击测试‌:模拟火箭发射的极端振动条件,确保设备在剧烈机械应力下仍能正常运行。

  • ‌电磁兼容性(EMC)测试‌:验证仪器符合军用级抗电磁干扰标准——这一标准通常不用于商用声级计。这些全面测试证明,Svantek产品能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    

为保障日常安全与任务目标,宇航员需要持续的噪声水平信息。Svantek设备每隔一分钟收集一次噪声数据,持续24小时,构建国际空间站内个人与环境声音的详细档案。通过蓝牙连接至EveryWear自动传输数据,随后下行至地球供专家评估。这一简化流程确保近乎实时的反馈,可在噪声水平激增时迅速采取干预措施。



卢卡·帕米塔诺正在运行声学诊断,以研究国际空间站背景噪音对宇航员健康的影响。图片:欧空局/NASA

 

 用户体验和比较分析  

用户体验对国际空间站所用设备至关重要。宇航员需在常规任务中轻松设置和操作仪器。对比分析表明,SV 104A和SV 971A等新型设备通过提供更优数据质量和简化操作,显著优于旧型号。这些优势使宇航员无需增加工作量即可获取更精确的信息。

 

 噪声管理的未来方向和改进措施   

展望未来,更小型化、更精准且更节能的设备可能主导航天器声学领域。此类技术进步将实现对噪声条件变化的快速自动响应。与健康管理软件(如欧空局的EveryWear)深度整合,可提供统一的平台来追踪噪声暴露与其他健康参数,确保对乘员健康的全面管理。

 

提升国际空间站声学安全的前景 

欧空局(ESA)、NASA与Svantek持续合作以加强国际空间站噪声安全。未来工作可能包括:

  • 先进的实时噪声分析算法;

  • 达到限值时触发预防措施的警报系统;

  • 持续完善宇航员噪声监测培训。这些改进将帮助维持更安静安全的环境,为长期任务中乘员的身心健康与高效工作奠定基础。

 

 

 噪声监测:关键要点 

 

  1. 复杂声学环境‌:国际空间站(ISS)内充斥着运行中的机械与系统产生的持续噪声,需采用先进监测策略以保障乘员安全‌。

  2. ‌Svantek创新系统‌:SV 102A+、SV 104A、SV 971A等设备对捕捉ISS环境与个人噪声暴露数据至关重要,尤其针对高背压风扇和真空泵等复杂噪声源‌。

  3. ‌无线声学项目‌:通过蓝牙技术实现实时数据传输至EveryWear软件,加速声学监测进程并支持地面专家即时响应,其无线架构验证为深空任务奠定技术基础‌。

  4. ‌增强用户体验‌:新型剂量计与声级计相较旧系统,在精度、舒适度及易用性方面显著提升,更贴合宇航员操作需求‌。

  5. ‌未来方向‌:持续研究结合健康系统深度整合(如追踪噪声暴露与生理参数联动),将完善噪声管理协议,支持长期乘员健康及深空任务‌。

 


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关于SVANTEK

SVANTEK成立于1990年,30多年一直专注于设计和制造专业的声学和振动测量分析仪器,同时能制造传感器,校准器及软件开发,每台仪器可经1SO/EC 17025校准证书追溯,

在全球各地都以其准确性和可靠性而闻名于世。

其创新的一体化噪声自动监测站、无线智能建筑声学测量系统、振动测量仪、个体噪声剂量计、人体振动分析仪、声音与振动分析仪及校准装置等已经成为行业的领先者。

不断开发和应用最新技术成果,使其成为领先的创新型声音和振动测量制造商。

SVANTEK在中国成立斯万泰科声学与振动技术(广州)有限公司,为中国的声学与振动测量应用提供更高水准的技术和能力服务。

 

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