工程声学/国际空间站声学挑战
国际空间站 (ISS) 是一座研究设施实验室，由位于近地轨道的多个不同模块组成。该设施代表了来自不同国家的多项空间站项目的结合。ISS 的长期目标是开发人类太空和行星探索与殖民所需的技术（包括生命维持系统、安全预防措施、太空环境监测）、新的疾病治疗方法、更高效的材料生产方法、比地球上可实现的更准确的测量以及对宇宙的更全面了解。
为了实现这些目标，载人航天中心培训高素质的宇航员，以便他们能够在 ISS 上更好地执行不同的任务。宇航员在前往 ISS 之前，会在模拟太空环境的各种条件下，在训练设施中度过数月。部分宇航员接受了交叉培训，可以执行多种任务。例如，一名飞行员也可能接受过执行科学实验或进行设备维修的培训。宇航员的地面日程通常非常密集，而这在 ISS 上变得更加关键。因此，需要采取措施，以便在宇航员进入轨道后，为他们提供安全宜居的工作环境。
ISS 上的一个主要问题是存在白噪声。基本上，ISS 的每个模块都配备了风机、泵、压缩机、航空电子设备和其他硬件或系统，这些硬件或系统为 ISS 的功能和宇航员的生命维持需求提供服务。这些设备由于难以控制国际合作伙伴提供的各种元件产生的噪声，对 ISS 构成了重大的声学挑战。ISS 上来自机械或设备的过高噪声水平已证明会影响机组人员的听力、宜居性、安全、生产力、烦恼和睡眠干扰。机组人员的性能问题包括无法有效地沟通和理解正在说的话或周围发生的事情（例如，清晰度、语音干扰、无法听到警报或其他重要的听觉提示，例如设备故障，无法集中注意力，声带疲劳）。
听力机制的敏感性高度依赖于接收声音的频率内容。人耳可以检测到 20 到 20000 Hz 之间的频率范围内的声音。声音的强度以分贝 (dB) 为单位测量。分贝是一个对数单位，用于描述比率（10 log10 (p2/p1)2）。该比率可以是功率、声压、电压或强度，也可以是其他一些东西。典型声源的声功率级（以 dB 为单位）可以从 这里 查看。有几种不同的单位来量化人耳感知的声音。我们将介绍其中一些。方是与 dB 相关的单位，通过心理物理测量的人耳频率响应来确定。在 1 kHz 时，方和 dB 的读数，根据定义，是相同的。对于所有其他频率，方标度由以下实验结果确定：让健康的志愿者调整给定频率的信号的响度，直到他们认为其响度等于 1 kHz 信号的响度 练习。要从 dB 转换为方，需要 图表。这样的图表取决于声级：它在高声级下变得更平坦。听力阈值定义了耳朵勉强感知声音的水平。阈值是频率相关的，对应于 0 方曲线。听力机制的损伤会提高听力阈值，这意味着需要更高的声级才能被听到。听力阈值的变化程度用作听力损害程度的指标；听力损害的标准通常基于该阈值的变化。
人耳对所有频率的反应并不相同：我们对大约 1 kHz 到 4 kHz 频率范围内的声音比对非常低或非常高的频率的声音敏感得多。因此，声级计通常配有一个滤波器，其对频率的响应有点像人耳。如果声压级以 dB(A) 或 dBA 为单位给出，则使用“A 加权滤波器”。dBA 大致对应于 40 dB（在 1 kHz 时）等响度曲线的倒数。dBA 计量下的声压级易于测量 链接，因此得到广泛应用。然而，它仍然不同于响度，因为滤波器的响应方式与耳朵并不完全相同。 dBA 不同来源
暴露于过度和长时间的噪声是全世界听力障碍的主要原因之一。听力损伤会导致听力阈值升高。表 1 显示了职业安全与健康法 (OSHA) 规定的暴露于较高声强度的持续时间，这将不会导致比 8 小时 90 dBA 产生的听力损伤更多的损伤。此外，人们不得暴露于高于 115 dBA 的稳定声级，无论持续时间如何。
当每天的噪声暴露由两个或多个不同声级噪声暴露周期组成时，应考虑其综合影响，而不是每个噪声暴露的单独影响。当人们在一天中暴露于不同的声级时，必须使用以下公式计算混合剂量 (D)
其中 Cn 是在给定噪声水平下的总暴露时间，Tn 是在该水平下允许的总暴露时间。如果分数之和等于或超过 1，则混合暴露被认为超过了限值。 来源
听众的语音理解受到环境噪声和系统失真的影响。可以通过测量系统的“清晰度”来确保消息在所有情况下都清晰易懂。语音清晰度是指听众在嘈杂环境中理解语音的程度。为了实现令人满意的沟通，平均语音水平应比噪声水平高 6 dB，但较低的信噪比是可以接受的 (Moore, 1997)。评估噪声语音干扰效果的最常用方法称为首选语音干扰水平 (PSIL)，如下图所示。
为了确定给定期间的总噪声暴露量，宇航员佩戴音频剂量计。ISS 的宇航员在整个 ISS 停留期间（最长可达六个月）平均噪声水平为 72 dBA。医疗飞行规则之一根据 24 小时的暴露水平设置噪声暴露限值。如果音频剂量计测量的 24 小时噪声暴露水平超过 65 dBA，则指示机组人员佩戴经批准的听力保护装置。工作区域 60 dBA 和睡眠区域 50 dBA 的设计规范已被确定为 ISS 运行的“安全限值”。如果噪声暴露水平超过 60 dBA，或者如果机组人员暴露于高间歇噪声周期（例如使用跑步机等运动器材、气闸增压或其他短期高噪声），建议使用听力保护装置 (HPD)。ISS 规范考虑了噪声对机组人员听力的影响（包括暂时性和永久性阈值变化），以及宜居性和性能（沟通中断、易怒、睡眠受损等）。在睡眠期间使用 HPD 可以进一步降低传入内耳的噪声输入，并有助于从白天遭受的声学损伤中恢复。在更安静的环境中（例如在适当静音的机组人员睡眠站或在高噪声暴露期间使用听力保护）恢复能力更强。虽然听力保护耳机可用，但宇航员并不总是使用它们，因为它们佩戴起来不舒服，而且会使与其他机组人员的沟通变得困难。由于需要在安静的环境中测试听力，研究人员记录飞行中听力变化的努力尚未成功，因为 ISS 上存在持续的噪声。一些宇航员的报告可以在以下网站找到：SpaceRef