Uzayda Nasıl Haberleşilir? Hangi teknolojiler kullanılıyor?
Son güncelleme:22 Aralık 2020 04:11
İçindekiler
Astronotlar bir uzay gemisinin veya Uluslararası Uzay İstasyonu'nun dışına çıktıklarında, onları uzayın zorlu ortamından korumak için koruyucu uzay kıyafetleri giymelidir. Bu basınçlı giysilerin içindeyken, uzaydaki diğer mürettebatla ve Dünya'daki Görev Kontrol Merkezi ile sürekli iletişim halinde olmaları çok önemlidir. Astronotlar mevcut uzay giysilerini giyerken bir İletişim Taşıyıcı Tertibatı (CCA) veya "Snoopy Şapkası" - dinlemek için kulak alanında mikrofonlar ve konuşmak için ağzın önünde mikrofonları patlatan bir kumaş şapka takarlar. Bu kapaklar, bir astronotun kafasını çevreleyen kask takılır.
NASA, 2020'den itibaren kullanılacak yepyeni bir uzay giysisi yaratmak amacıyla uzay giysilerini tamamen yeniden tasarlama sürecindedir. Yeniden tasarlanan ve yeniden icat edilen iletişim ekipmanı, yeni takımın önemli bir yönü olacak.
Entegre Ses
NASA'nın Cleveland'daki Glenn Araştırma Merkezi, iletişim ekipmanları da dahil olmak üzere yeni uzay giysisinin farklı parçaları üzerinde çalışıyor. Keşif Teknolojisi Geliştirme Programı (ETDP), elbise içindeki iletişim gereksinimlerine yönelik çeşitli önerilen çözümlerin test edilmesiyle ilgilidir.
İletişim Taşıyıcı Meclisi (CCA) etkili olsa da bazı lojistik dezavantajlara sahiptir. Astronotların kafa boyutlarındaki farklılık nedeniyle birden fazla kapak boyutu mevcut olmalıdır. Başlıklar, kaskın siperi yerine oturduğunda ve astronot uzayda olduğunda ayarlanamaz, bu da mikrofonlar kayarsa iletişim kalitesinin düşebileceği anlamına gelir. Bom mikrofonları, uzun süreli uzay yürüyüşleri sırasında beslenme ve içme mekanizmalarına da müdahale edebilir. Ek bir sorun, astronot terinin CCA'daki elektrikli ve mekanik parçaların performansını olumsuz etkileyebilmesidir.
Glenn birkaç yıldır çeşitli iletişim teknolojileri üzerinde araştırma ve geliştirme yaptı. Yaklaşık altı yıl önce Glenn'deki ekipler, uzay yürüyüşleri gibi olağanüstü aktiviteleri desteklemek için entegre ses çözümleri üzerinde çalışmaya başladı. 2008'de Glenn, NJ ile bir Small (SBIR) anlaşması imzaladı. Birlikte, doğrudan bir uzay kaskına yerleştirilmiş entegre bir ses sistemi geliştirmeye ve test etmeye başladılar. "Entegre ses sistemi, mikrofonların ve kulaklıkların İletişim Taşıyıcı Düzeneğinden çıkarıldığı ve uzay giysisinin yapısına entegre edildiği yerdir," diyor.
Yeni entegre ses sistemi, bakır kaplı alüminyum kabloların sunduğu sorunların çoğunu çözüyor. Entegre ses sistemi, gerçek uzay giysisinin bir parçası olduğundan, bakım konusunda endişelenecek ek parçalar yoktur. Mikrofonlar ve kulaklıklar giysinin içine yerleştirilmiştir; bu, bir astronotun hareketlerini bozacak veya aktivite sırasında yerinden çıkacak hiçbir hareketli parça olmadığı anlamına gelir. Ve entegre ses sistemi evrensel boyuttadır - bireysel ekip üyeleri için ayrı bir kapağa gerek yoktur.
Bir bom mikrofon yerine, yeni entegre ses sistemi, bir astronotun ağzının kaskın içindeyken olduğu yerin önünde bulunan bir dizi mikrofon kullanıyor - şu anda dört, ancak bu sayı artabilir. Entegre ses sistemi, mikrofonların sistemin giden (konuşan) kısmındaki aslına uygunluk kaybının üstesinden gelmesine yardımcı olan son teknoloji dijital sinyal işleme özelliğine sahiptir.
Düşürülmüş ses kalitesinin üstesinden gelmek için entegre ses sisteminde mikrofon dizisi ve ilgili sinyal işleme gereklidir. Entegre ses sisteminin mikrofonları kaskın içinde, bir astronotun ağzından daha uzakta konumlandırıldığı için ses kalitesi olumsuz etkilenebilir. Bu, mikrofonları giysinin içinde oluşturulan gürültüden ve uzay giysisi yapısının titreşimlerinden gelen gürültüye karşı daha duyarlı hale getirir.
Bu sorunları çözmeye yönelik mevcut teknoloji geliştirme yaklaşımı, Çok Kanallı Gürültü Azaltma olarak bilinen dizideki her bir öğeden gelen sinyallerin işlenmesini içerir. Bu yeni filtreleme yaklaşımı, video telekonferans sistemlerinden uyarlanan teknolojiye sahiptir. Dizinin kanallarının her biri için gelişmiş filtreler kullanılır ve konuşma sesini izole etmek için ek gürültü azaltma kullanılır.
Gövde ile Test Etme
Yeni sistemin etkinliğini değerlendirmek için, bir uzay giysisi içindeki koşulların kopyalanması gerekir. Daha sonra entegre ses, insan konuşmasını oluşturan özel bir ekipman kullanılarak test edilir.
Sands, "Bir insan gibi dinliyor ve bir insan gibi konuşuyor" diyor. "Kulaklarında mikrofonlar ve ağzında bir hoparlör var ve radyasyon modelleri, insan konuşmasını ve işitmesini taklit eden mankenler için uluslararası standartlara uygun."
Test, HATSMAN tarafından üretilen ve entegre ses sistemi tarafından alınan gürültünün gelişmiş ölçümlerinin yapılmasını içerir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu milimetrik ölçüm, Glenn astronomi araştırmacılarının, sonunda tamamlanmış sistemi kullanacak olan insanların ihtiyaçlarını doğru bir şekilde temsil eden makineler tarafından oluşturulan verileri kullanarak tasarımlarını geliştirmelerine yardımcı oluyor.
Gelişen Teknoloji
Bu entegre ses sisteminin devam eden araştırma, geliştirme ve test çalışmaları Glenn'deki Uzay Ses Geliştirme ve Değerlendirme Laboratuvarı'nın bir parçasıdır.
Ekip, entegre ses sisteminin 2023 yılında uzay istasyonunda teste başlayabileceğini umuyor. Bu teknoloji, istasyon içinde ve uzay yürüyüşleri sırasında iletişim için de faydalı olabilir. Teknolojinin Dünya'da yardımcı olabileceği potansiyeli de olabilir. Şu anda Petersburg Üniversitesi ile potansiyel bir yan ürün üzerinde çalışıyor:hastanelerdeki ameliyathaneler için mikrofon dizilerini kullanan bir telekonferans sistemi geliştirmek.