COPYRIGHT: ESA-S. Uznański-Wiśniewski
O projeto testou com êxito o novo hardware comercial da Svantek, confirmando a sua fiabilidade, maior facilidade de utilização e integração de dados sem falhas, abrindo caminho para a sua utilização em futuras missões no espaço profundo, como a lunar Gateway.
A demonstração tecnológica produziu cinco resultados claros e significativos que validam o sistema de próxima geração para futuras missões espaciais.
O novo hardware da Svantek revelou-se altamente fiável e robusto, não apresentando qualquer degradação significativa do desempenho devido à exposição ao ambiente da ISS.
O dosímetro SV 104A proporciona uma experiência de utilização superior, sendo considerado pelos astronautas significativamente mais confortável, menos intrusivo e mais fácil de utilizar do que o sistema SV 102A+.
A transferência de dados sem fios via Bluetooth foi demonstrada com sucesso, simplificando o fluxo de trabalho de gestão de dados e permitindo a integração com plataformas modernas como a aplicação EveryWear.
A inclusão de um sensor de vibração elevada é uma vantagem fundamental, permitindo a exclusão de dados indesejados e melhorando a fiabilidade dos cálculos da exposição ao ruído em microgravidade.
O projeto valida o hardware comercial como uma alternativa viável e superior para futuros Sistemas de Monitorização Acústica da Saúde e do Desempenho da Tripulação em missões como a Gateway.
Nos habitats confinados do espaço, uma monitorização acústica robusta não é um luxo, mas uma necessidade estratégica para a saúde da tripulação e a segurança da missão. Os níveis elevados de ruído representam riscos significativos, interferindo com comunicações cruciais, mascarando alarmes de segurança e contribuindo para problemas de saúde a longo prazo, como a Perda auditiva induzida por ruído. Uma vez que os membros da tripulação não podem simplesmente afastar-se de uma fonte de ruído, o monitoramento contínuo e preciso é essencial para mitigar esses perigos.
Os sistemas deSaúde e Desempenho da Tripulação (CHP) foram concebidos para gerir estes factores de stress em quatro áreas funcionais: Capacidade Médica, Contramedidas, Saúde Comportamental e Saúde Ambiental. Neste contexto, a monitorização acústica é uma componente crítica da saúde ambiental, assegurando que os níveis de som se mantêm abaixo dos limites de segurança estabelecidos para salvaguardar tanto a eficácia operacional imediata como o bem-estar a longo prazo dos astronautas.
Embora o dosímetro de ruído de dois canais SV 102A+ da Svantek tenha sido o instrumento operacionalmente comprovado na ISS, o futuro programa Gateway exige uma solução mais avançada. O sistema antigo apresenta duas desvantagens fundamentais: alternativas mais pequenas e mais leves oferecem agora uma opção menos intrusiva para a Dosimetria pessoal, e o SV102A+ depende de software proprietário que complica a integração com sistemas de dados modernos e de arquitetura aberta, como o software ‘EveryWear’ do CNES – uma pedra angular do sistema CHP planeado para o Gateway.
Esta necessidade clara de um sistema atualizado levou diretamente ao desenvolvimento e validação em órbita de uma nova e mais integrada capacidade de monitorização acústica.
A Demonstração Tecnológica Wireless Acoustics ISS foi concebida para mostrar um novo sistema integrado de monitorização acústica CHP construído em torno de hardware moderno. O projeto introduziu dois novos dispositivos Svantek: o compacto SV 971A para Monitoramento acústico de área fixa, e o pequeno e discreto dosímetro pessoal SV 104A usado pela tripulação. O principal objetivo da demonstração era validar o desempenho, a facilidade de utilização e as capacidades de integração de dados deste novo hardware no ambiente único de microgravidade da ISS, proporcionando uma comparação direta com o sistema antigo.
SV 971A
Sonómetro de classe 1 numa estação espacial
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SV 104A
Dosímetro de ruído em funcionamento a bordo de uma estação espacial
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Demonstrar a aquisição de dados: O primeiro objetivo era validar a funcionalidade fundamental do hardware no espaço. Isto envolveu a confirmação de que o SV 104A usado no corpo podia medir com precisão a exposição pessoal a ruído de um astronauta e que o SV971A fixo podia monitorizar eficazmente o Ambiente acústico circundante no Módulo Columbus.
Verificar a transferência de dados: Uma das principais vantagens do novo sistema é a sua conetividade sem fios. Este objetivo visava confirmar a transferência bem-sucedida de dados acústicos via Bluetooth de ambos os dispositivos para o software EveryWear executado num iPad da ISS, provando a sua compatibilidade com futuras arquitecturas de dados.
Avaliar a experiência do utilizador: O hardware só é eficaz se a tripulação o puder utilizar sem se tornar um fardo. Este objetivo centrou-se em documentar a experiência dos astronautas com o novo SV 104A usado no corpo, comparando o seu conforto, discrição e facilidade de utilização diretamente com o dosímetro SV102A+ antigo.
Confirmar a qualidade dos dados: Em última análise, os dados devem ser fiáveis. O objetivo final era garantir que as Medições acústicas recolhidas pelos novos instrumentos cumpriam os rigorosos padrões de qualidade exigidos pelos especialistas em medicina espacial operacional para a monitorização da saúde da tripulação.
A experiência envolveu dois astronautas participantes, cada um dos quais efectuou duas viagens distintas de 24 horas para recolher dados abrangentes e comparativos. Para garantir a privacidade da tripulação e a integridade dos dados, os dispositivos foram configurados com um bloqueio de firmware que desactivou completamente as suas capacidades de gravação de áudio, tornando impossível a captação de qualquer áudio. A conclusão bem-sucedida desta experiência cuidadosamente estruturada forneceu uma grande quantidade de feedback sobre a experiência real da tripulação com o novo sistema.
Para além do desempenho técnico puro e simples, o sucesso do novo equipamento de voo espacial depende em grande medida do feedback dos astronautas. Factores como o conforto, a facilidade de utilização e uma baixa carga de trabalho operacional são essenciais para que um dispositivo seja integrado sem problemas nas exigentes rotinas diárias de um membro da tripulação da ISS. O feedback qualitativo e quantitativo recolhido a partir dos questionários NASA-TLX detalhados preenchidos pela tripulação forneceu um veredito claro e decisivo.
A reação ao novo dosímetro pessoal SV 104A foi extremamente positiva. Ambos os astronautas participantes referiram exigências mentais, físicas e temporais muito baixas quando utilizaram o dispositivo, indicando que este não interferiu com as suas actividades normais. Os níveis de frustração foram classificados como extremamente baixos, sugerindo uma interação suave e intuitiva com o utilizador. Mais notavelmente, os astronautas classificaram o dispositivo como altamente confortável, mesmo quando usado durante longos períodos de 24 horas e durante o sono.
Quando comparado diretamente com o antigo dosímetro SV 102A+, o novo SV 104A foi o claro favorito em todas as principais métricas ergonómicas e de usabilidade. O monitor de área fixo SV971A também teve um bom desempenho na avaliação da equipa, recebendo classificações positivas pela sua facilidade de montagem, a segurança da sua instalação e a sua operação simples e direta.
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Para ser certificado para um voo espacial, o equipamento científico sensível deve provar que a sua exatidão metrológica não é degradada pela viagem de lançamento, operação e regresso. Foi realizado um rigoroso Processo de calibração antes e depois do voo num laboratório acreditado para quantificar qualquer impacto potencial do Ambiente acústico do voo espacial nos instrumentos acústicos.
Tanto os sonómetros SV 971A como os dosímetros pessoais de ruído SV 104A foram submetidos a duas sessões completas de calibração: uma em janeiro de 2025, antes da missão, e outra em setembro de 2025, após o seu regresso da ISS. Os testes foram efectuados num laboratório acreditado PN-EN ISO/IEC 17025, de acordo com normas internacionalmente reconhecidas – EN 61672-3 para os medidores de nível sonoro e EN 61252 para os dosímetros pessoais. A análise exaustiva confirmou que os instrumentos suportaram os rigores do voo espacial sem qualquer perda significativa de desempenho.
Com a estabilidade do hardware comprovada, o passo final foi a análise dos dados acústicos cruciais recolhidos em órbita.
| Requisito | Parâmetro | 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 (Trabalho) | LAeq,16h | 68.43 | 74.08 | 73.62 | 77.81 | 61.26 | 57.94 |
| < 62 dBA (sono) | 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 | Pico LZ | 136.00 | 122.12 | 131.53 | 126.61 | 117.27 | 107.98 |
Os dados confirmaram que o Limite absoluto de pico de ruído de 140 dBZ nunca foi atingido durante os períodos de medição. No entanto, o “Limite de sobressalto” de 125 dBZ, um limiar sugerido para evitar ruídos súbitos e perturbadores, foi excedido seis vezes.
Um desafio crítico num ambiente de microgravidade é que choques acidentais ou vibrações mecânicas elevadas podem corromper os dados acústicos, fazendo-os parecer mais altos do que realmente são. O novo dosímetro pessoal SV104A e o sonómetro SV 971A possuem um sensor de vibração incorporado que detecta e assinala estes eventos. Esta é uma caraterística crucial para manter a qualidade dos dados, uma vez que permite aos analistas excluir medições contaminadas dos cálculos finais, alinhando-se com as recomendações de melhores práticas da norma ISO 9612 para determinar a exposição ocupacional ao ruído.
A conetividade Bluetooth oferece um método mais aberto de transferência de dados em comparação com o software proprietário do sistema mais antigo. Isto simplifica o processo para os astronautas e facilita a integração direta de dados acústicos em sistemas mais amplos de gestão de dados de saúde, como o software EveryWear planeado para o programa Gateway.
O relatório sugere que a substituição dos tradicionais microfones de condensador por soluções de microfones MEMS robustas, estáveis e duradouras seria um passo na direção certa para o futuro do monitoramento de ruído no ambiente hostil do espaço.
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