Le bruit dans la station spatiale internationale Défis et innovations
Un bruit excessif peut nuire aux systèmes du vaisseau spatial et au bien-être des astronautes. Des niveaux de décibels élevés peuvent masquer des alarmes critiques et perturber le fonctionnement d’instruments sensibles. Par ailleurs, les astronautes exposés à des bruits forts ou constants peuvent souffrir d’une perte d’audition, de stress et d’une diminution de leurs performances cognitives. Il est donc essentiel de garantir une Ambiance acoustique sûre pour assurer une communication claire, des opérations efficaces et la santé de l’équipage.
Niveaux sonores dans les fusées et les engins spatiaux
Le bruit produit lors des lancements de fusées est l’un des plus élevés de toutes les activités humaines. Les véhicules historiques comme la Saturn V atteignaient des niveaux sonores d’environ 204,7 dB, tandis que les systèmes de lancement modernes – y compris le Space Launch System (SLS) de la NASA à environ 202,4 dB et le Super Heavy Rocket System à 150 dB – restent extrêmement bruyants. Les ingénieurs utilisent des technologies spécialisées d’isolation et d’insonorisation pour limiter la quantité de ce bruit qui atteint l’intérieur du vaisseau spatial. Ces mesures protègent les instruments de bord et l’équipage des niveaux de décibels dangereusement élevés pendant le décollage et l’ascension.
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L'Ambiance acoustique de la Station spatiale internationale (ISS)
Bruit de fond constant
Contrairement aux brefs éclats de bruit extrême pendant le lancement, l’ISS maintient un bruit de fond constant d’une moyenne d’environ 72 dBA. Des centaines de systèmes – ventilation, systèmes de survie, instruments scientifiques, etc. – fonctionnent 24 heures sur 24, créant un bourdonnement continu qui peut fluctuer de manière significative. Ce paysage sonore dynamique exige une surveillance attentive et permanente afin de détecter et de traiter toute pointe susceptible de mettre en danger la santé des astronautes ou d’interférer avec les fonctions de la station.
Effets du bruit sur la santé de l'équipage et les opérations
Des décennies de recherche, depuis Skylab et Mir jusqu’à l’ISS, montrent qu’une exposition au bruit prolongée augmente le risque de surdité induite par le bruit (NIHL). Des niveaux sonores élevés sont également source de stress, entravent la communication et peuvent masquer des alarmes importantes. L’ISS étant un environnement clos, les astronautes ont peu de moyens d’échapper aux bruits persistants. Une atmosphère acoustique contrôlée est donc essentielle pour maintenir la concentration et le bien-être de l’équipage, en particulier lors de missions prolongées.
Études et résultats à long terme
Les données recueillies depuis novembre 2001 révèlent que les astronautes dépassent parfois les limites d’exposition au bruit. Même avec des stratégies de protection, le bruit de fond constant constitue toujours un risque pour la santé au fil du temps. Ces résultats soulignent la nécessité d’améliorer en permanence la gestion et la surveillance du bruit afin de protéger les équipages lors des futures missions plus longues, en particulier lorsque les agences spatiales planifient une exploration plus approfondie de l’espace.
Gestion du bruit dans les missions spatiales
Les ingénieurs emploient diverses stratégies pour atténuer le bruit dans l’espace. Des modifications physiques, telles que des couvertures acoustiques, une meilleure isolation et un système d’insonorisation à base d’eau, permettent de réduire le bruit élevé des moteurs de fusée (par exemple, de 195 dB à environ 142 dB). À l’intérieur des vaisseaux spatiaux, des dosimètres acoustiques mesurent en permanence l’exposition au bruit, ce qui permet d’effectuer des ajustements pour maintenir les niveaux sonores à un niveau plus sûr.
Le rôle de Svantek dans la surveillance du bruit dans l'espace
Leader dans le domaine de la mesure acoustique et de la Vibration, Svantek fournit à la NASA des équipements de surveillance du bruit depuis plus d’une Décade. Par le passé, le dosimètre de bruit SV 102A+ a été utilisé sur l’ISS pour suivre et gérer l’exposition au bruit de l’équipage. Alors que l’Agence spatiale européenne (ESA) prépare la station Gateway près de la Lune, elle souhaite adopter une technologie de surveillance du bruit de nouvelle génération. Le nouveau système doit être petit, léger et doté de la technologie Bluetooth afin de pouvoir transférer facilement les données vers un logiciel de gestion de la santé, tel que EveryWear.
Samantha Cristoforetti effectue un diagnostic acoustique à bord des piliers de l'ISS avec le SV 102A+. Image : ESA/NASA
Une étape historique pour l'acoustique polonaise
Le projet Wireless Acoustics, développé par Svantek sous la direction de l’ingénieur Karol Sazonow, en partenariat avec l’ESA et la NASA, représente un saut significatif dans la manière dont les données acoustiques sont collectées et utilisées pour la santé de l’équipage. C’est la première fois que des systèmes polonais avancés de surveillance acoustique seront testés dans l’espace, marquant ainsi une étape importante pour la présence de la Pologne dans le domaine de l’acoustique spatiale.
Le rôle historique de Sławosz Uznański - Wiśniewski
Sławosz Uznański – Wiśniewski, un astronaute polonais, effectuera des essais pratiques des dispositifs de Svantek au cours de sa mission de longue durée à bord de l’ISS. Son retour d’expérience pratique permettra d’affiner la technologie pour les initiatives futures, notamment la station Gateway prévue, et d’améliorer la surveillance du bruit en général pour les vols de longue durée.
Technologie d'enregistrement et d'analyse du son en temps réel
Le projet Wireless Acoustics présente un système révolutionnaire d’appareils de mesure sans fil capables d’enregistrer et d’analyser des sons en continu et en temps réel. Au cours de l’expérience à bord de l’ISS, trois instruments clés de Svantek seront testés :
SV 104A – Un dosimètre acoustique personnel porté par les astronautes. Il mesure le bruit près de l’oreille sur une période de 24 heures, offrant ainsi des données précises sur l’exposition sonore quotidienne.
SV 971A – Un sonomètre de haute qualité placé à un endroit fixe dans le module Columbus, permettant de localiser des sources sonores particulières et d’évaluer leur impact sur la santé des astronautes.
SV 36 – Un calibreur acoustique de premier ordre qui garantit un étalonnage précis des SV 104A et SV 971A, en compensant tout changement de température, d’humidité ou de pression.
Technologie Bluetooth - Communication sans fil moderne
L’une des principales innovations du système Wireless Acoustics est la transmission de données par Bluetooth, qui permet aux sonomètres de diffuser des informations en temps réel vers l’application EveryWear sur les iPads des astronautes. Cela permet non seulement de simplifier la collecte des données, mais aussi de fournir une analyse quasi instantanée aux spécialistes de l’acoustique basés au sol. Le cryptage conçu par les développeurs de Svantek garantit la sécurité des données médicales pendant le transfert sans fil. La démonstration de la fiabilité de Bluetooth en orbite pourrait ouvrir la voie à des systèmes sans fil plus étendus dans les futures missions, comme la passerelle.
Tests rigoureux de résistance aux chocs et de compatibilité électromagnétique
Avant d’atteindre l’orbite, les appareils de Svantek ont subi certains des tests les plus difficiles sur Terre :
Essais de chocs: Simulation des conditions de lancement d’une fusée avec des vibrations extrêmes, garantissant que les appareils fonctionnent même sous une contrainte mécanique intense.
Tests de compatibilité électromagnétique (CEM) : Il s’agit de s’assurer que les instruments répondent aux normes militaires de résistance aux interférences électromagnétiques, un niveau d’examen rarement appliqué aux sonomètres commerciaux.
Ces essais complets confirment que les produits de Svantek peuvent supporter les contraintes du voyage spatial et fonctionner de manière fiable dans l’environnement électromagnétique complexe de l’ISS.
Méthodes de collecte et de transfert des données à bord de l'ISS
Pour assurer leur sécurité au quotidien et atteindre les objectifs de leur mission, les astronautes ont besoin d’informations cohérentes sur les niveaux sonores. Les appareils de Svantek recueillent des données sur le bruit toutes les minutes pendant 24 heures, établissant ainsi des profils détaillés du bruit ambiant et du bruit personnel dans l’ISS. La liaison Bluetooth avec EveryWear transmet automatiquement ces données, qui sont ensuite envoyées sur Terre pour être évaluées par des experts. Ce processus rationalisé garantit un retour d’information en temps quasi réel, ce qui permet d’intervenir rapidement en cas d’augmentation des niveaux sonores.
Luca Parmitano à la tête d'Acoustic Diagnostics, pour étudier les effets du bruit de fond de l'ISS sur la santé des astronautes. Image : ESA/NASA
Expérience utilisateur et analyse comparative
L’expérience de l’utilisateur est essentielle pour tout appareil utilisé à bord de l’ISS. Les astronautes doivent trouver les instruments faciles à installer et à utiliser pendant les activités de routine de la station. Des analyses comparatives montrent que les nouveaux modèles, comme le SV 104A et le SV 971A, surpassent les anciens appareils en offrant une meilleure qualité de données et une manipulation plus simple. Ces avantages permettent aux membres de l’équipage de recueillir des informations plus précises sans augmenter leur charge de travail.
Orientations futures et améliorations de la gestion du bruit
À l’avenir, des dispositifs plus petits, plus précis et plus économes en énergie domineront probablement l’acoustique des engins spatiaux. Ces progrès permettront des réponses rapides et automatiques aux changements des conditions sonores. Une intégration plus poussée avec les logiciels de gestion de la santé, comme EveryWearde l’ESA, offre une plateforme unique et unifiée pour le suivi de l’exposition au bruit et d’autres paramètres de santé, garantissant une approche holistique du bien-être de l’équipage.
Perspectives d'amélioration de la sécurité acoustique à bord de l'ISS
L‘ESA, la NASA et Svantek continuent de collaborer pour renforcer la sécurité sonore de l’ISS. Les efforts peuvent inclure des algorithmes avancés d’analyse du bruit en temps réel, des systèmes d’alerte qui activent des mesures préventives si les limites sont atteintes, et des améliorations continues de la formation des astronautes à la surveillance du bruit. Ces améliorations permettront de maintenir un environnement plus silencieux et plus sûr, ouvrant la voie à des membres d’équipage en meilleure santé et plus productifs lors de missions prolongées.
Principaux enseignements
Ambiance acoustique complexe : L’ISS est remplie de machines et de systèmes opérationnels qui génèrent un bruit continu, nécessitant des stratégies de surveillance avancées pour garantir la sécurité de l’équipage.
Systèmes innovants de Svantek : les appareils – SV 102A+, SV 104A, SV 971A – sont essentiels pour mesurer l’exposition au bruit ambiant et personnelle à bord de l’ISS.
Projet d’acoustique sans fil : Le transfert de données en temps réel via Bluetooth vers le logiciel EveryWear accélère la surveillance acoustique et permet des réponses immédiates de la part des experts au sol.
Amélioration de l’expérience utilisateur : Les nouveaux dosimètres et niveaux sonores offrent une précision, un confort et une facilité d’utilisation accrus par rapport aux anciens systèmes, ce qui permet de mieux répondre aux besoins des astronautes.
Voies d’avenir : Les recherches en cours et une intégration plus étroite avec les systèmes de santé permettront d’affiner les protocoles de gestion du bruit, favorisant ainsi la santé à long terme de l’équipage et la réussite des missions dans l’espace lointain.
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