“和平”号空间站居住舱低频磁场研究.pdf

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1、载人航天信息2014年第2期·环境医_qz·“和平"号空间站居住舱低频磁场研究摘要：低频磁场是航天员居住环境的要素之一。目前，国际空间站各成员国都缺乏通用的空间站电磁环境标准。在“和平”号空间站第l4和15长期考察任务期间，俄罗斯航天员亚历山大·谢列布罗夫和尤里·乌萨乔夫完成了空间站所有居住舱内的低频磁场的频谱和水平的测量研究。本文详细介绍了测量设备和方法、试验结果、绘制了“和平”号空间站居住舱低频电磁水平示意图，讨论了空间站居住空间低频磁场的特点，并首次获得了长期飞行条件下居住舱内低频磁场的频谱和空间结构及磁场强度关系的数据。鉴于国际空间站现阶段的电磁环境比“和

2、平”号空间站更为复杂，本文的研究具有重要的参考价值。1引言2测量设备、方法和大纲2．1设备组成航天飞行条件下电磁场和电磁辐射对人体的影响问题，在迈克尔逊(Ma~iKeabCOH，1975)和达航天员对低频磁场的监测使用的是名为“红外维多夫(且aBb1且oB，1997)的研究中就有阐述。他声波”的便携式舱载设备。们的研究表明，在载人航天器居住舱内使航天员免该设备的主要组件是磁传感器Kaskad，位于莫于电磁环境不良作用的防护及防护程度问题，是一斯科的丹麦Brfiel&Kj况r公司生产的型号为2231的个十分现实的课题，目前对它的研究较少。声级计，声级计需要与该公司生

3、产的1625与1627电磁场及电磁辐射对航天员影响机制和生物型频率滤波器(作为频谱分析仪)一同使用。设备效果的研究难点在于，我们对空间站现实电磁环境组合起来的外观见图1。的信息了解不足。本文首次公开发布了对“和平”号空间站飞行中居住舱电磁环境的组成部分一一低频磁场的研究结果。对“和平”号空间站所有居住舱内的低频磁场的频谱和水平的细致研究，主要是在第14~I115K期考察任务期间(1993～1994~g)，由航天员亚历山大·谢列布罗夫(A．aeKcaH~pCepe6poB)和尤里·乌萨乔夫(IOpHfiXfcaq~B)完成的。图1全套“红外声波”设备在工作中的状态在

4、此后的6年中，该项研究一直持续进行，直至“和平”号空间站被沉入大洋。之后得到的研究单组件的感应式传感器Kaskad是一个含磁铁结果表明，“和平”号空间站各舱内的电磁环境基芯的圆柱形感应器，外部有静电屏蔽层，使用的不本上没有发生大的变化。该项研究的主要任务是评是常见的麦克风传感器，而是有一个输出接头，可估舱内磁场水平对于航天员的健康是否安全。此直接与声级计连接。外，研究任务还包括评估舱内各系统在不同工作模由声级计和传感器Kaskad组成的设备体积是式下及开展科学试验时对电磁环境的影响，查找那730x85x47mm，重量不到2kg。这样的体积和重量些高磁场水平的舱载设

5、备元件和组件，以及那些不便于航天员在所有居住空间进行测量。图2是舱内利于开展某些科学试验的区域。开展实际测量的情景。“和平”号空间站居住舱低频磁场研究数刻度，及以皮特斯拉分贝为测量单位(dBpT，10特斯拉)。皮特斯拉分贝(dBpT)与微特斯拉(gT)的换算应使用以下公式：B(T)=1003(BPT)。)一在换算时应注意到，下列所有表内B值单位为皮特斯拉，且已经取整。考虑到设备自身的噪声，B值的测量范围定在35～150dBpT。考虑到磁传感器Kaskad的频率参数，在地面的后续研究中对舱内试验数据进行了一定的修正，根据测得的Bx、By、Bz值和电磁辐射矢量模数计算

6、出了平均值。3舱内研究成果3．1试验完成结果图2航天员谢列布罗夫在“和平”号空间站核心舱舱门处第l4长期考察任务期间，航天员谢列布罗夫进行测量(1993年12月24日)。完成了7次检测(3次使用1625型频率滤波器，4次使用1627型频率滤波器)。对“和平”号空间站2．2测量方法近30个区域在不同时间段进行了检测，使我们能低频磁场的研究主要包括对“和平”号空问站够首次对飞行中居住舱低频磁场的水平和频率开核心舱的各居住舱段和几个功能舱的电磁辐射进展评价工作。研究任务之一就是发现高水平磁场区行测量。通常，沿着舱段的纵轴(X轴)在间隔为域，因此要记录下超过阈值(确定为5

7、5dBpT)的2米的各个点上实施测量，也测量了航天员的居住B值。测量点和结果见表1～3。舱。另外还对一些舱横截面上的低频电磁水平进行第15长期考察任务期间，航天员乌萨乔夫进了测量。行了12次测量，并完成了“和平”号所有舱的电在每个测量点上，使磁传感器的轴分别对应于磁水平图的绘制。通常要测量Bx、By和Bz的值。舱体的X、Y和Z轴，航天员先后对电磁辐射矢量测量结果见表3～7及图4。发现在空间站各舱之间的分量进行了测量——Bx，By,Bz，并读取声级计上的低频电磁水平的强度和频谱组成存在很大差异。的数字显示值。B值最低只有几个特斯拉(nT)(设备最少的区域)，每个数值

8、先后测量3