航天噪声

噪声是在整个航天过程中存在的一个物理因素，它对航天员的健康、工作效率和语言通讯都能产生不良影响。
航天噪声环境 由于飞船在各航行阶段中的持续时间和噪声来源各不相同，因而航天员在航行过程中所受到的噪声作用，其强度、频谱和持续时间亦有很大差异。航天飞船在发射上升阶段，强大的航天噪声主要由火箭发动机所产生的喷气噪声和飞船通过稠密大气层附面湍流所造成的空气动力噪声所组成。这两类噪声虽然均为宽频带噪声，但经过飞船舱壁、航天头盔和耳罩的隔声后，高频部分已大量衰减，而使航天员耳边的噪声成为一种高强度低频噪声(见图1)。此阶段噪声的持续时间约120秒，并在飞船起飞后60秒时总声压级达到最大。此时飞船外表噪声的总声压级高达162dB，其舱内噪声的总声压级亦可达125dB(见图2)。

——舱外　-----胃部
……座椅　---耳边

图1飞船发射后60秒时噪声的三分之一倍频率谱(引自NASA-CR1205)

——舱外　----胃部
………座椅　----耳边

图2 飞船发射时的总声压级时间曲线(引自NASA-CR1205)

飞船在轨道段非动力飞行时，噪声主要来源于飞船舱内的生命保证系统，其总声压级约60～75dB。在轨道飞行过程中，生命保证系统始终运转，噪声长时间存在。当航天服与舱内环境控制系统形成循环回路时，出现风机噪声，当该系统形成闭合回路时，对航天员的影响更为明显。
噪声对听觉器官的影响主要是引起听力损失。噪声停止作用后听力能够恢复者，称“暂时性听力损失”，或称“暂时性阈移”。听力损失主要出现在3000～6000Hz的高频区，1000Hz以下损失较轻微。宽频带噪声的声压级和作用时间是影响暂时性听力损失的两个主要因素。声压级一定时，听力损失幅度，随作用时间的对数呈线性增长；噪声作用时间增加一倍，听力损失约增加5dB。作用时间一定时，听力损失则随着声压级的增加呈线性增长；噪声声压级每增加3dB，暂时性听力损失约增加5dB。如果人耳受到高强度或长时间的噪声刺激，听觉器官发生器质性病变，造成不可逆的听力损失，称“永久性听力损失”，或称“永久性阈移”。早期，在听力图上可出现典型的噪声性耳聋曲线，多数在4000Hz处出现一个V字型凹陷。尔后听力损失向较低及较高频率伸展，前者可以累及语言频率区，造成听取语言的困难。噪声性耳损伤在内耳形态学上的变化： 早期，内耳螺旋器的外毛细胞无明显破坏，内毛细胞还完整无损； 中期，外毛细胞完全丧失，支持细胞受到破坏，内毛细胞也有损伤；晚期，螺旋器完全破坏。
噪声对其它系统的影响见“飞机噪声”。
航天员在上升和返回段的飞行过程中，虽然遭到高强度噪声的作用，但由于对航天员采取了良好的个人防护措施，使到达耳边的噪声水平保持在人体耐受范围之内。载人航天实践证明，上升和返回时噪声仅引起轻微暂时性听力损失，以及心率、呼吸频率、血压等正常范围波动，未引起任何不良反应和噪声性损伤。轨道段长时间中等强度噪声主要干扰睡眠，使航天员睡眠量减少。此外，有时还可引起航天员烦躁和工作效率下降等反应。
噪声对语言通讯的影响 噪声对语言讯号有掩盖作用，其程度除决定于噪声频率外，还与语言声及噪声两者的强度有关。对此，通常用信号（语言声）与噪声的强度比来衡量，简称“信噪比(S/N)”，单位以dB计算。S/N为15分贝时，可达到95%的语言清晰度。在噪声环境中，要想获得满意通话效果，即需要提高语言声级，但不允许超过110dB，超过时不仅不能改善语言清晰度，还会引起人耳不适感。航天员在上升和返回段的高强度噪声环境中与地面进行无线电通话时，必须在密闭头盔内佩戴装有受话器的双腔隔声耳罩和抗噪声送话器所组成的航天员通讯帽，才能获得良好通话效果。
航天噪声的容许标准 上升和返回段飞船舱内噪声容许标准，主要以保护航天员的听力和保证良好的语言通讯为目的。实验和载人航天实践证明，航天员佩戴密闭头盔和通讯帽的条件下，上升和返回段飞船舱内噪声容许水平为125dB。
轨道段飞船舱内噪声容许标准，主要以不影响航天员的睡眠、休息和工作效率为目的。实验和载人航天实践证明，30昼夜轨道段飞行的舱内噪声容许标准为60dB(A),8昼夜轨道段飞行的舱内噪声容许标准为75～80dB(A)。
密闭头盔和通讯帽是航天员个人噪声防护的良好装具。通常密闭头盔的隔声效果约为10dB。通讯帽双腔隔声耳罩的隔声效果为22dB。航天员佩戴密闭头盔和通讯帽在上升和返回段125dB的舱内噪声条件下，可以保护听力不受损失和保持清晰地语言通讯。