Lärm auf der Internationalen Raumstation
Herausforderungen und Innovationen

Übermäßiger Lärm kann sowohl die Raumfahrzeugsysteme als auch das Wohlbefinden der Astronauten beeinträchtigen. Hohe Dezibel (dB) können kritische Alarme verdecken und empfindliche Instrumente stören. Astronauten, die lautem oder ständigem Lärm ausgesetzt sind, können Gehörverlust, Stress und eine verminderte kognitive Leistungsfähigkeit erleiden. Die Gewährleistung einer sicheren akustischen Umgebung ist daher für eine klare Kommunikation, einen effizienten Betrieb und die Gesundheit der Besatzung unerlässlich.

Lärmpegel in Raketen und Raumfahrzeugen

Die Lärmbelastung bei Raketenstarts gehört zu den höchsten bei allen menschlichen Unternehmungen. Historische Fahrzeuge wie die Saturn V erreichten einen Lärmpegel von etwa 204,7 dB, während moderne Startsysteme – darunter das Space Launch System (SLS) der NASA mit etwa 202,4 dB und das Super Heavy Rocket System mit 150 dB – immer noch extrem laut sind. Die Ingenieure setzen spezielle Isolierungs- und Schalldämpfungstechnologien ein, um den Anteil dieses Lärms im Inneren des Raumfahrzeugs zu begrenzen. Diese Maßnahmen schützen sowohl die Instrumente an Bord als auch die Besatzung vor gefährlich hohen Dezibel (dB) während des Starts und des Aufstiegs.

Wireless Acoustic - AXIOM Mission 4 - Svantek im Weltraum!

Erleben Sie einen exklusiven Blick auf das Treffen der Astronauten der AXIOM Mission 4 mit Medien, Investoren und Raumfahrtenthusiasten im Copernicus Science Centre in Warschau, Polen. Bei dieser besonderen Veranstaltung werden die Ziele der Mission, die internationale Zusammenarbeit und bahnbrechende Technologien vorgestellt, darunter Wireless Acoustics von SVANTEK, das für die Gesundheitsüberwachung von Astronauten im Weltraum entwickelt wurde. Entdecken Sie, wie Polen zur Zukunft der Weltraumforschung beiträgt, und erfahren Sie aus erster Hand, wie die Astronauten das nächste Kapitel der bemannten Raumfahrt gestalten.

Die akustische Umgebung der Internationalen Raumstation (ISS)

Konstantes Hintergrundgeräusch

Im Gegensatz zu den kurzen Ausbrüchen extremen Lärms während des Starts herrscht auf der ISS ein konstantes Hintergrundgeräusch mit einem Durchschnittswert von etwa 72 dBA. Hunderte von Systemen – Belüftung, Lebenserhaltungssysteme, wissenschaftliche Instrumente und mehr – sind rund um die Uhr in Betrieb und erzeugen ein kontinuierliches Brummen, das stark schwanken kann. Diese dynamische Geräuschkulisse erfordert eine sorgfältige, kontinuierliche Überwachung, um alle Spitzen zu erkennen und zu beseitigen, die die Gesundheit der Astronauten gefährden oder die Funktionen der Station beeinträchtigen könnten.

Auswirkungen von Lärm auf die Gesundheit der Besatzung und den Betrieb

Jahrzehntelange Forschungen, von Skylab und Mir bis zur ISS, zeigen, dass eine anhaltende Lärmbelastung das Risiko einer Lärmschwerhörigkeit (NIHL) erhöht. Hohe Lärmpegel verursachen auch Stress, behindern die Kommunikation und können wichtige Alarme maskieren. Die ISS ist eine geschlossene Umgebung, so dass die Astronauten nur begrenzte Möglichkeiten haben, dem ständigen Lärm zu entkommen. Eine kontrollierte akustische Atmosphäre ist daher unerlässlich, um die Konzentration und das Wohlbefinden der Besatzung aufrechtzuerhalten, insbesondere bei längeren Missionen.

Langfristige Studien und Befunde

Die seit November 2001 gesammelten Daten zeigen, dass die Astronauten manchmal die sicheren Grenzwerte für die Lärmbelastung überschreiten. Selbst mit Schutzstrategien stellt konstanter Hintergrundlärm auf Dauer ein Gesundheitsrisiko dar. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, das Lärmmanagement und die Lärmüberwachung laufend zu verbessern, um die Besatzungen künftiger, längerer Missionen zu schützen – vor allem, wenn die Raumfahrtagenturen eine intensivere Erforschung des Weltraums planen.

Lärmmanagement bei Weltraummissionen

Ingenieure wenden verschiedene Strategien an, um den Lärm im Weltraum zu mindern. Physikalische Modifikationen wie Akustikdecken, verbesserte Isolierung und Schalldämpfung auf Wasserbasis tragen dazu bei, den hohen Lärmpegel von Raketentriebwerken zu reduzieren (zum Beispiel von 195 dB auf etwa 142 dB). Im Inneren von Raumfahrzeugen liefern akustische Dosimeter fortlaufende Messungen der Lärmbelastung, die zu Anpassungen führen, um die Lärmbelastung auf einem sichereren Niveau zu halten.

Die Rolle von Svantek bei der Lärmüberwachung im Weltraum

Svantek ist führend in der Akustik- und Schwingungsmessung und beliefert die NASA seit über einer Dekade mit Geräten zur Lärmüberwachung. In der Vergangenheit wurde das SV 102A+ Lärmdosimeter auf der ISS eingesetzt, um die Lärmbelastung der Besatzung zu überwachen und zu steuern. Im Zuge der Vorbereitungen für die Gateway-Station in der Nähe des Mondes will die Europäische Weltraumorganisation (ESA) die nächste Generation der Lärmüberwachungstechnologie einsetzen. Das neue System muss klein, leicht und Bluetooth-fähig sein, damit es problemlos Daten an eine Gesundheitsmanagement-Software wie EveryWear übertragen kann.

Historischer Meilenstein für die polnische Akustik

Das von Svantek unter der Leitung des Ingenieurs Karol Sazonow in Zusammenarbeit mit der ESA und der NASA entwickelte Projekt „Wireless Acoustics“ stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Erfassung und Nutzung akustischer Daten für die Gesundheit der Besatzung dar. Dies ist das erste Mal, dass fortschrittliche polnische Schallüberwachungssysteme im Weltraum getestet werden, was einen wichtigen Schritt für Polens Präsenz auf dem Gebiet der Weltraumakustik darstellt.

Die historische Rolle von Sławosz Uznański - Wiśniewski

Sławosz Uznański – Wiśniewski, ein polnischer Astronaut, wird während seiner Langzeitmission auf der ISS praktische Tests der Svantek-Geräte durchführen. Sein praktisches Feedback wird dazu beitragen, die Technologie für künftige Initiativen, einschließlich der geplanten Gateway-Station, zu verfeinern und die Lärmüberwachung für Langzeitflüge insgesamt zu verbessern.

Echtzeit-Tonaufnahme und -Analysetechnik

Im Rahmen des Projekts Wireless Acoustics wird ein bahnbrechendes System von drahtlosen Messgeräten eingeführt, das eine kontinuierliche Schallaufzeichnung und -analyse in Echtzeit ermöglicht. Während des ISS-Experiments werden drei wichtige Svantek-Geräte getestet:

SV 104A – Ein persönliches akustisches Dosimeter, das von den Astronauten getragen wird. Es misst den Lärm in Ohrnähe über einen Zeitraum von 24 Stunden und liefert so präzise Daten zur täglichen Lärmbelastung.
SV 971A – Ein hochwertiges Schallpegelmessgerät, das an einer festen Stelle im Columbus-Modul angebracht wird, um spezifische Geräusche zu lokalisieren und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit der Astronauten zu bewerten.
SV 36 – Ein Akustischer Kalibrator der Spitzenklasse, der sicherstellt, dass SV 104A und SV 971A genau kalibriert sind und Temperatur-, Feuchtigkeits- und Druckschwankungen kompensiert werden.

Bluetooth-Technologie - moderne drahtlose Kommunikation

Eine wichtige Innovation des Wireless Acoustics Systems ist die Bluetooth-basierte Datenübertragung, die es den Schallmessern ermöglicht, Echtzeitinformationen an die EveryWear-App auf den iPads der Astronauten zu übertragen. Dies vereinfacht nicht nur die Datenerfassung, sondern ermöglicht auch eine nahezu sofortige Analyse für Akustikspezialisten am Boden. Die von den Svantek-Entwicklern entworfene Verschlüsselung gewährleistet, dass die medizinischen Daten während der drahtlosen Übertragung sicher bleiben. Der Nachweis der Zuverlässigkeit von Bluetooth im Orbit könnte den Weg für breitere drahtlose Systeme in zukünftigen Missionen, wie dem Gateway, ebnen.

Strenge Schock- und EMC-Tests

Bevor sie die Umlaufbahn erreichten, wurden Svanteks Geräte einigen der härtesten Tests auf der Erde unterzogen:

Schocktests: Simulation von Raketenstartbedingungen mit extremen Schwingungen (Vibration), um zu gewährleisten, dass die Geräte auch bei starker mechanischer Belastung funktionieren.
Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV): Damit wird sichergestellt, dass die Geräte die militärischen Standards für die Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen erfüllen – ein Prüfniveau, das bei kommerziellen Schallpegelmessgeräten nur selten erreicht wird.

Diese umfassenden Tests bestätigen, dass die Produkte von Svantek den Belastungen der Raumfahrt standhalten und in der komplexen elektromagnetischen Umgebung der ISS zuverlässig funktionieren.

Methoden der Datenerfassung und -übertragung auf der ISS

Um die tägliche Sicherheit und die Missionsziele zu unterstützen, benötigen die Astronauten konsistente Informationen über den Lärmpegel. Die Geräte von Svantek sammeln jede Minute über einen Zeitraum von 24 Stunden Lärmdaten und erstellen so detaillierte Profile der persönlichen Geräusche und der Umgebungsgeräusche auf der ISS. Die Bluetooth-Verbindung zur EveryWear überträgt diese Daten automatisch, die dann zur Auswertung durch Experten auf die Erde übertragen werden. Dieser rationalisierte Prozess gewährleistet ein nahezu zeitnahes Feedback und ermöglicht ein schnelles Eingreifen, wenn der Lärmpegel ansteigt.

Benutzererfahrung und vergleichende Analyse

Die Benutzerfreundlichkeit ist für jedes auf der ISS eingesetzte Gerät von entscheidender Bedeutung. Die Astronauten müssen die Geräte bei ihren Routinetätigkeiten auf der Station leicht einrichten und bedienen können. Vergleichende Analysen zeigen, dass neuere Modelle wie der SV 104A und der SV 971A ältere Geräte durch bessere Datenqualität und einfachere Handhabung übertreffen. Diese Vorteile ermöglichen es den Besatzungsmitgliedern, genauere Informationen zu sammeln, ohne ihre Arbeitsbelastung zu erhöhen.

Zukünftige Richtungen und Verbesserungen im Lärmmanagement

In Zukunft werden wahrscheinlich kleinere, präzisere und energieeffizientere Geräte die Raumfahrtakustik dominieren. Solche Fortschritte werden schnelle, automatische Reaktionen auf sich ändernde Lärmbedingungen ermöglichen. Eine tiefere Integration mit Software für das Gesundheitsmanagement – wie EveryWearder ESA – bieteteine einzige, einheitliche Plattform für die Verfolgung der Lärmbelastung und anderer Gesundheitsparameter und gewährleistet einen ganzheitlichen Ansatz für das Wohlbefinden der Besatzung.

Aussichten für eine weitere Verbesserung der akustischen Sicherheit auf der ISS

ESA, NASA und Svantek arbeiten weiterhin zusammen, um die Lärmsicherheit auf der ISS zu verbessern. Dazu gehören fortschrittliche Algorithmen für die Echtzeit-Lärmanalyse, Warnsysteme, die bei Erreichen von Grenzwerten Präventivmaßnahmen einleiten, und die kontinuierliche Verbesserung der Ausbildung von Astronauten in der Lärmüberwachung. Diese Verbesserungen werden dazu beitragen, eine ruhigere und sicherere Umgebung aufrechtzuerhalten, die den Weg für gesündere und produktivere Besatzungsmitglieder während längerer Missionen ebnet.

Wichtigste Erkenntnisse

Komplexe akustische Umgebung: Auf der ISS gibt es zahlreiche Maschinen und Systeme, die ständig Lärm erzeugen. Um die Sicherheit der Besatzung zu gewährleisten, sind daher fortschrittliche Überwachungsstrategien erforderlich.
Innovative Systeme von Svantek: Die Geräte – SV 102A+, SV 104A, SV 971A – sind entscheidend für die Erfassung der Umgebungsgeräusche und der Persönlichen Lärmexposition auf der ISS.
Projekt Drahtlose Akustik: Die Übertragung von Daten in Echtzeit über Bluetooth an die EveryWear-Software beschleunigt die akustische Überwachung und ermöglicht sofortige Reaktionen der Experten am Boden.
Verbessertes Benutzererlebnis: Neuere Dosimeter und Schallpegelmessgeräte bieten im Vergleich zu älteren Systemen eine höhere Genauigkeit, einen höheren Komfort und eine einfachere Bedienung und entsprechen damit besser den Bedürfnissen der Astronauten.
Zukünftige Wege: Laufende Forschungsarbeiten und eine engere Integration mit Gesundheitssystemen werden die Protokolle für das Lärmmanagement verfeinern und so die langfristige Gesundheit der Besatzung und erfolgreiche Weltraummissionen unterstützen.

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