Откуда возникает шум при выходе в открытый космос?

Астронавт МКС Рэнди Бресник недавно опубликовал в социальных сетях видео своего выхода в открытый космос, снятое на камеру GoPro.

Вы можете посмотреть его клип здесь (встроить клип не получилось):

https://twitter.com/AstroKomrade/status/935278434158333952

Таким образом, очевидно, что звуки исходят от его движений, его костюма и так далее.

Но почему в звуке постоянный шум? Для меня это звучит как очень плохая запись. Это обычное дело для GoPro или в чем тут дело? Есть умные идеи?

Сочетание плохого расположения микрофона и шума от движения скафандра, НАСА работает над этим nasa.gov/topics/moonmars/features/hatsman.html \
Я добавил soundтег. Несколько родственные звуки обсуждаются здесь и здесь, например.
Шум должен быть структурным шумом. Он проводится не по воздуху, а внутри твердых тел. Система жизнеобеспечения костюма создает шум, который передается жесткими частями костюма на крепление камеры и внутри камеры на микрофон камеры.
И можно ли ожидать от этого равномерного шума? Это странно, потому что я бы предположил, что чем меньше акустическая система, тем ниже средняя случайность шума. Да, система жизнеобеспечения была бы правдоподобной, но что в этом производит случайный шум? Есть фанаты или что? Или постоянный поток газа? Я бы предположил, что нет.
@lthz: В костюме есть вентиляторы для циркуляции атмосферы и водяной насос для циркуляции охлаждающей воды. Кислород добавляется из баллонов, когда давление в скафандре слишком низкое, что тоже является источником шума.

Ответы (1)

Короткий ответ:

Эти «звуки» состоят из вибраций, создаваемых движениями астронавта и системами его скафандра и передаваемых через его скафандр, корпус камеры и печатную плату, к которой припаян микрофон, а также электрические и цифровые шумы, добавляемые конвейером обработки звука.

Длинный ответ:

Микрофон представляет собой электромеханическое устройство, преобразующее вибрации в электричество. Разные типы микрофонов содержат разные механические части , легко воспринимающие колебания плотности воздуха. Обычно это нечто вроде тонкой мембраны из фольги, закрепленной по краям и вибрирующей посередине. Так как он такой легкий, он улавливает все виды вибраций, которые доходят до него — прикосновения ваших пальцев к корпусу и кнопкам, ваши шаги, ультразвуки, которые вы даже не слышите — все (поэтому на Земле студийные микрофоны часто виброизолируются с помощью таких называются амортизаторами). Для их проведения воздух не нужен, потому что плотные материалы обычно проводят колебания даже лучше, чем воздух (вспомните об эхолокации на подводных лодках). Также чувствительность мембраны должна быть несколько выше в космосе, где амплитуда колебаний мембраны не ограничена гравитацией.

Эта мембрана представляет собой половину переменного конденсатора или катушки, которая производит небольшие колебания тока во входной цепи микрофонного предусилителя, преобразуя их, таким образом, в электричество. Вам нужен предусилитель, потому что эти колебания очень малы, в диапазоне милливольт. Предусилитель выдает усиленный сигнал, пригодный для аналого-цифрового преобразования и записи, но все части конвейера — усиление, АЦП и сжатие звука — добавляют к микрофонному сигналу свой собственный шум. Вот почему вы что-то слышите, даже когда нет явных вибраций, производимых самим космонавтом.

Это полезный ответ. Действительно ли микрофоны на Земле менее чувствительны из-за гравитации?
Я не знаю, были ли когда-либо сделаны практические измерения. Идея здесь заключалась в том, что мембрана по сути является маятником. Когда вы прикладываете к маятнику постоянную силу, вы изменяете его максимальное отклонение и период (зависит от того, как складываются векторы сил, но обычно период и отклонение должны становиться короче). Если подумать, этот эффект может быть не так заметен, как демпфирующий эффект окружающего воздуха, но в любом случае он должен быть.
Ну, у маятника есть характерная частота, это довольно добротный резонатор. Вот почему он используется в часах. Микрофон, с другой стороны, является полной противоположностью - вы вообще не хотите, чтобы у него была резонансная частота. На самом деле вы хотели бы, чтобы отклик был в основном плоским и независимым от частоты (за исключением, возможно, некоторого спада).
Не воспринимайте это буквально. Мембрана отличается от маятника, но есть определенные сходства: состояние равновесия, профиль сил, возвращающих ее в равновесие, размерная зависимость и т. д. Так что следует ожидать схожих эффектов.
Ого, интересный ответ, спасибо. Я думаю, что идея маятника ошибочна: гравитация для маятника — то же самое, что натяжение для мембраны. Самое большее, что гравитация может сделать с мембраной, — это применить константу, которая изменяет ее амплитуду, она все равно будет колебаться, как и раньше.
Но опять же ваш ответ указывает на источник звуков, а не на источник белого шума. Я прослушал его еще раз, и мне кажется, что там действительно присутствует постоянный случайный шумовой фон, то есть совершенно безликий. Системы костюмов кажутся мне правдоподобными, или, может быть, в сочетании с каким-то нойзгейтом то, что вы упомянули, может в конечном итоге стать действительно однородным шумовым сигналом. Но моя интуиция такова: чем меньше система, тем менее случайным является шумовой сигнал.
Вторая часть моего ответа касается случайного шума. Он производится интегральными схемами, которые выполняют обработку звука. Главным виновником здесь является микрофонный предусилитель, потому что он усиливает шум, уже содержащийся в микрофонном сигнале, в несколько сотен раз. Размер системы здесь не имеет значения, так как этот шум возникает из-за случайных колебаний электронов.
Ну, я не полностью удовлетворен, потому что это также будет слышно, когда я вставлю Go Pro в тихую комнату, не так ли? Другими словами, это применимо где угодно. Может быть, мне следует спросить: согласны ли вы с тем, что эта конкретная запись кажется особенно шумной? Извините за назойливость и спасибо за усилия. ;)
Ну, вы можете ожидать шума и в тихой комнате, потому что это связано с внутренними характеристиками камеры. Он не будет сильно отличаться от космоса. Я не воспринимаю конкретно это видео как особенно шумное. Возможно, восприятие просто фиксируется на этом шуме, потому что других звуков практически нет.
Откуда возникает шум при выходе в открытый космос?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v