COPYRIGHT: ESA-S. Uznański-Wiśniewski
W ramach projektu pomyślnie przetestowano nowy komercyjny sprzęt firmy Svantek, potwierdzając jego niezawodność, zwiększoną użyteczność i płynną integrację danych, torując drogę do jego wykorzystania w przyszłych misjach kosmicznych, takich jak księżycowa misja Gateway.
Demonstracja technologii przyniosła pięć wyraźnych i znaczących wyników, które weryfikują system nowej generacji pod kątem przyszłych misji kosmicznych.
Nowy sprzęt Svantek okazał się wysoce niezawodny i wytrzymały, nie wykazując znaczącego pogorszenia wydajności w wyniku ekspozycji na środowisko ISS.
Dozymetr SV 104A zapewnia najwyższy komfort użytkowania, a astronauci uważają go za znacznie wygodniejszy, mniej rzucający się w oczy i łatwiejszy w użyciu niż starszy system SV 102A+.
Z powodzeniem zademonstrowano bezprzewodowy transfer danych przez Bluetooth, upraszczając proces zarządzania danymi i umożliwiając integrację z nowoczesnymi platformami, takimi jak aplikacja EveryWear.
Włączenie czujnika drgań (wibracji) jest kluczową zaletą, pozwalającą na wykluczenie niepożądanych danych i poprawiającą wiarygodność obliczeń narażenia na hałas w warunkach mikrograwitacji.
Projekt weryfikuje komercyjny sprzęt jako realną i lepszą alternatywę dla przyszłych systemów monitoringu akustycznego zdrowia i wydajności załogi w misjach takich jak Gateway.
Demonstracja technologii Wireless Acoustics ISS miała na celu zaprezentowanie nowego, zintegrowanego systemu monitoringu akustycznego CHP, opartego na nowoczesnym sprzęcie. W ramach projektu wprowadzono dwa nowe urządzenia firmy Svantek: kompaktowy SV 971A do monitoringu akustycznego stałego obszaru oraz mały dozymetr osobisty SV 104A noszony przez załogę. Głównym celem demonstracji było sprawdzenie wydajności, użyteczności i możliwości integracji danych tego nowego sprzętu w unikalnym środowisku mikrograwitacji ISS, zapewniając bezpośrednie porównanie ze starszym systemem.
SV 971A
Miernik poziomu dźwięku klasy 1 na stacji kosmicznej
COPYRIGHT: ESA-S. Uznański-Wiśniewski
SV 104A
Dozymetr hałasu działający na pokładzie stacji kosmicznej
COPYRIGHT: ESA-S. Uznański-Wiśniewski
Demonstracja pozyskiwania danych: Pierwszym celem było sprawdzenie podstawowej funkcjonalności sprzętu w przestrzeni kosmicznej. Wiązało się to z potwierdzeniem, że noszony na ciele SV 104A może dokładnie mierzyć osobiste narażenie astronauty na hałas oraz że stacjonarny SV971A może skutecznie monitorować środowisko akustyczne otoczenia (tło) w module Columbus.
Weryfikacja transferu danych: Kluczową zaletą nowego systemu jest jego łączność bezprzewodowa. Ten cel miał na celu potwierdzenie pomyślnego transferu danych akustycznych przez Bluetooth z obu urządzeń do oprogramowania EveryWear działającego na iPadzie ISS, udowadniając jego kompatybilność z przyszłymi architekturami danych.
Ocena doświadczenia użytkownika: Sprzęt jest skuteczny tylko wtedy, gdy załoga może z niego korzystać bez zbędnego obciążenia. Cel ten skupiał się na udokumentowaniu doświadczeń astronautów z nowym, noszonym na ciele SV 104A, porównując jego wygodę, dyskretność i łatwość użycia bezpośrednio ze starszym dozymetrem SV102A+.
Potwierdzenie jakości danych: Ostatecznie dane muszą być wiarygodne. Ostatecznym celem było upewnienie się, że pomiary akustyczne zebrane przez nowe instrumenty spełniają rygorystyczne standardy jakości wymagane przez ekspertów medycyny kosmicznej do monitorowania stanu zdrowia załogi.
W eksperymencie wzięło udział dwóch astronautów, z których każdy przeprowadził dwa różne 24-godzinne biegi w celu zebrania kompleksowych i porównawczych danych. Aby zapewnić prywatność załogi i integralność danych, urządzenia zostały skonfigurowane z blokadą oprogramowania układowego, która całkowicie wyłączyła ich możliwości nagrywania dźwięku, uniemożliwiając przechwycenie jakiegokolwiek dźwięku. Pomyślne zakończenie tego starannie zorganizowanego eksperymentu dostarczyło wielu informacji zwrotnych na temat rzeczywistych doświadczeń załogi z nowym systemem.
Oprócz czysto technicznej wydajności, sukces nowego sprzętu w misjach kosmicznych zależy w dużej mierze od akceptacji przez astronautów. Czynniki takie jak komfort, łatwość obsługi i niskie obciążenie operacyjne są niezbędne, aby urządzenie mogło zostać płynnie zintegrowane z wymagającą, codzienną rutyną załogi ISS. Dane jakościowe i ilościowe, zebrane za pomocą szczegółowych kwestionariuszy NASA-TLX wypełnionych przez załogę, pozwoliły na sformułowanie jasnego i jednoznacznego werdyktu.
Opinie na temat nowego dozymetru osobistego SV 104A były zdecydowanie pozytywne. Obaj astronauci biorący udział w badaniu zgłosili bardzo niskie obciążenie psychiczne, fizyczne i czasowe podczas korzystania z urządzenia, wskazując, że nie kolidowało ono z ich standardowymi zadaniami. Poziom frustracji oceniono jako wyjątkowo niski, co świadczy o płynnej i intuicyjnej obsłudze. Co najważniejsze, astronauci uznali urządzenie za bardzo wygodne, nawet podczas noszenia przez pełną dobę, w tym w czasie snu.
W bezpośrednim porównaniu ze starszym modelem SV 102A+, nowy SV 104A okazał się zdecydowanym faworytem we wszystkich kluczowych wskaźnikach ergonomii i użyteczności. Stacjonarny monitor hałasu SV 971A również wypadł pomyślnie w ocenie załogi, otrzymując wysokie noty za łatwość montażu, pewność mocowania oraz prostą i bezproblemową obsługę.
COPYRIGHT: ESA-S. Uznański-Wiśniewski
Aby uzyskać certyfikację do lotów kosmicznych, czuła aparatura badawcza musi wykazać, że jej dokładność metrologiczna nie ulegnie pogorszeniu podczas startu, pracy na orbicie oraz powrotu na Ziemię. W akredytowanym laboratorium przeprowadzono rygorystyczny proces wzorcowania przed i po locie, aby określić potencjalny wpływ środowiska kosmicznego na instrumenty akustyczne.
Zarówno mierniki poziomu dźwięku SV 971A, jak i osobiste dozymetry hałasu SV 104A przeszły dwie pełne sesje wzorcowania: jedną w styczniu 2025 r. przed misją, a drugą we wrześniu 2025 r., po powrocie z ISS. Badania zrealizowano w laboratorium akredytowanym zgodnie z normą PN-EN ISO/IEC 17025 oraz uznanymi standardami międzynarodowymi — EN 61672-3 dla mierników poziomu dźwięku i EN 61252 dla dozymetrów osobistych. Kompleksowa analiza potwierdziła, że przyrządy wytrzymały rygory lotu kosmicznego bez istotnej utraty wydajności.
Po potwierdzeniu stabilności sprzętu, ostatnim krokiem była analiza kluczowych danych akustycznych zebranych na orbicie.
| Wymaganie | Parametr | SV 102A+ (Astronauta 2) | SV 102A+ (Astronauta 1) | SV 104A (Astronauta 2) | SV 104A (Astronauta 1) | SV 971A (Astronauta 2) | SV971A (Astronauta 1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| < 70 dBA | LAeq,24h | 66.66 | 72.20 | 71.78 | 76.41 | 60.00 | 56.79 |
| < 72 dBA (praca) | LAeq,16h | 68.43 | 74.08 | 73.62 | 77.81 | 61.26 | 57.94 |
| < 62 dBA (sen) | LAeq,8h | 55.86 | 52.22 | 60.48 | 71.31 | 55.94 | 53.29 |
| < 85 dBA | TWA | 71.44 | 76.98 | 78.10 | 83.00 | 64.80 | 61.60 |
| < 140 dBZ | LZpeak | 136.00 | 122.12 | 131.53 | 126.61 | 117.27 | 107.98 |
Analiza danych potwierdziła, że bezwzględny limit szczytowego poziomu dźwięku wynoszący 140 dBZ nigdy nie został osiągnięty w trakcie okresów pomiarowych. Jednakże poziom 125 dBZ — sugerowany próg pozwalający uniknąć nagłych, dekoncentrujących hałasów (tzw. reakcja przestrachu) — został przekroczony sześciokrotnie.
Istotnym wyzwaniem w środowisku mikrograwitacji jest ryzyko zafałszowania danych akustycznych przez przypadkowe uderzenia lub silne wibracje mechaniczne, które mogą sztucznie zawyżać wyniki pomiarów. Nowy dozymetr osobisty SV 104A oraz miernik poziomu dźwięku SV 971A wyposażono we wbudowane czujniki wibracji, które wykrywają i oznaczają tego typu zdarzenia. Jest to funkcja kluczowa dla zapewnienia integralności danych, umożliwiająca analitykom wykluczenie zakłóconych próbek z końcowych obliczeń, zgodnie z wytycznymi normy ISO 9612 dotyczącymi oceny zawodowego narażenia na hałas.
Łączność Bluetooth oferuje bardziej otwartą metodę przesyłania danych w porównaniu z zastrzeżonym oprogramowaniem starszego systemu. Upraszcza to proces dla astronautów i ułatwia kierunkowość integracji danych akustycznych z szerszymi systemami zarządzania danymi zdrowotnymi, takimi jak oprogramowanie EveryWear planowane dla programu Gateway.
Raport sugeruje, że zastąpienie tradycyjnych mikrofonów pojemnościowych solidnymi, stabilnymi i trwałymi rozwiązaniami mikrofonów MEMS byłoby krokiem we właściwym kierunku dla przyszłości monitoringu hałasu w trudnym środowisku kosmicznym.
Autoryzowany konsultant SVANTEK pomoże w szczegółach, takich jak wymagane akcesoria do monitorowania hałasu.
