太空的噪音比人们想象的要大。载人航天器,无论是运输工具还是空间站舱,都会因生命支持系统、电子风扇、无线电和乘员活动而变得嘈杂。美国国家航空航天局(NASA)长期以来一直关注这种声学环境对宇航员的影响,多年来,该机构已进行了一系列改造,使国际空间站成为一个更安静的地方。
但仍有很大的改进空间,Whisper Aero 是田纳西州的一家初创公司,以生产用于飞机、无人机甚至吹叶机的超静音电动推进器而闻名。在为期六个月的工作结束时,这家初创公司的目标是向美国国家航空航天局(NASA)展示原型部件;如果该机构认为第一阶段项目取得成功,Whisper公司将有可能在明年对设计原型进行测试。
在第二阶段,NASA 和 Whisper 将把第一阶段小型企业和创新研究(SBIR)合同中的声学和空气动力学估算结果与其风扇测量结果以及 NASA 航天器舱室通风基准风扇进行比较。
Whisper公司首席运营官伊恩-维拉(Ian Villa)在最近的一次采访中解释说:"除非使用的是截然不同的技术,否则你在太空中的乘员舱将面临与地球上相同的噪音挑战和效率挑战。"
根据最近的一篇论文,国际空间站乘员舱内的噪音暴露水平平均约为 73 分贝(dB)。美国国家航空航天局(NASA)开发的太空风扇在两英尺处可达到 66 分贝;Whisper 的目标是在两英尺处达到或超过 61 分贝,同时效率提高 75%。这意味着风扇更轻、更小,没有占用重量和空间的消音器。(作为参考,Whisper 称嘈杂的洗衣机或吸尘器的噪音在 70 到 80 分贝之间,而正常对话的噪音在 30 到 60 分贝左右)。
该公司正在使用其为地面应用开发的大量核心技术,例如其罩式风扇,能够将风扇叶片的通过频率提升到超声波频率,并将剩余音调降至最低。但太空环境带来了一些新的挑战。推进器必须连续运行数年;运行风扇的电机可能比吹叶机的风扇转速更高。
毫无疑问,声学环境规划也是一系列私人空间站开发商所考虑的问题,这些公司希望在国际空间站于本十年末退役时将其送上太空,以替代国际空间站。Villa 不愿透露 Whisper 是否正在与这些公司中的任何一家进行对话,但他说:"这对他们来说绝对是一个挑战。我们如何实现商业化还有待观察,但我认为,能够提供更清洁、更安静、更高效的空气输送,这就是我们的使命,无论是在太空还是在地球上。"
随着私人空间站开始搭载豪华太空旅游客户,而不仅仅是专业宇航员,噪音的敏感度--包括噪音水平和噪音质量可能会变得更加重要。与竞争对手相比,公司可能希望最大限度地提高环境的舒适度。
美国国家航空航天局(NASA)甚至对用于太空服的更安静的风扇也有兴趣,不过 Villa 表示,该公司如何将风扇集成到太空服中还有待确定。
Villa 说:"噪音是一个经常被遗忘的挑战,直到为时已晚,然后你就无法改变、无法解决它,我们在飞机上一次又一次地看到了这一点。在航天器上看到这种情况几乎让人耳目一新,因为美国国家航空航天局(NASA)确实在努力解决这个问题。"