¿Alguna vez se ha utilizado el sonido para diagnosticar un problema que no se muestra en otras mediciones?

Los bordes de ataque del ala del transbordador Orbiter, construidos con material compuesto de carbono-carbono reforzado (RCC), fueron probados en parte por técnicos tocándolos y escuchando los sonidos resultantes. Sin embargo, no funcionó tan bien y fue reemplazado por termografía infrarroja.

Fuentes

• STS-121: El lanzamiento más difícil, Parte 3
• 1986 Manual de prensa

No estoy seguro de cuán ampliamente está lanzando la amplitud de su pregunta. Pero sé que los mecánicos de motores a reacción siempre escuchan una turbina a medida que se acelera, alcanza un estado estable y luego se apaga. Conocí al ingeniero jefe de Flying Tigers en la década de 1970, que era un anciano canoso que pegaba la oreja a la góndola de un motor para escuchar los cojinetes y las bombas de aceite. Podía diagnosticar cosas que nadie más o ningún instrumento podía detectar. Sin embargo, lo dejó casi completamente sordo cuando se retiró. La acústica se utiliza para pruebas no destructivas de materiales y juntas que pueden tener defectos que son casi imperceptibles mediante métodos estándar de rayos X. Recuerdo que los astronautas de Apolo y Géminis comentaron si los motores de refuerzo funcionaban lo suficientemente bien mientras escuchaban o sentían las vibraciones que llegaban a la cápsula.

Hay otro punto: detectar la transición del movimiento periódico al caótico en un sistema vibratorio de cualquier tipo. Esa transición puede ser fácilmente detectable en algunos sistemas, más sutil o ambigua en otros. Pero hay muchos ejemplos en los que esa transición indica que el sistema está a punto de fallar o desarmarse rápidamente. A veces es difícil de caracterizar o modelar.

Si cuenta el ultrasonido dentro del metal como sonido:

De esta respuesta a ¿Por qué creen que el módulo de actividad expandible de Bigelow ha "recibido un golpe"? :

Después de algunas investigaciones y este artículo, descubrí que están utilizando un sistema llamado Sistema de detección de impacto distribuido (DIDS abreviado) para detectar estos impactos. La NASA describe el sistema como:

Las unidades DIDS son digitalizadores de cuatro canales de alta velocidad que registran ruidos ultrasónicos. En lugar de escuchar el silbido del aire, estas unidades detectan los sonidos de alta frecuencia que se mueven a través del metal mismo.

Hay algunos de estos sistemas instalados en diferentes módulos en la ISS.

Se puede encontrar información detallada sobre el sistema en este informe técnico de la Evaluación del Sistema de Monitoreo de Salud del Sistema de Detector de Impacto Distribuido (DIDS) de la NASA .

Si cuentas ultrasonido

Varias fugas a bordo de la ISS se descubrieron por primera vez por un aumento en la tasa de despresurización de la estación que no pudo explicarse por causas conocidas. Estos pueden localizarse en "¿qué compartimento?" cerrando varias escotillas y monitoreando las caídas de presión en ellas.

Sin embargo, antes de que pueda ARREGLAR la maldita fuga, debe encontrarla e identificarla exactamente.

El ultrasonido se usa para encontrar fugas que no son lo suficientemente graves como para producir un silbido que podemos escuchar con nuestros oídos.

Citando de ¿Cuántas fugas se han reparado en la ISS, aproximadamente?

El video a continuación, que se encuentra en Spaceflight Insider's ¿Cómo se encontró la ubicación exacta de la reciente fuga de aire de la ISS? muestra clips del uso de un detector de fugas ultrasónico a bordo de la ISS y al menos un caso en el que parece que se reparó una fuga.

Después de que los astronautas determinaran de cuál de los módulos proviene la fuga, en este caso la sección superior de la nave espacial Soyuz MS-09, usaron un dispositivo llamado detector ultrasónico de fugas (ULD) para encontrar la ubicación precisa de la nave espacial Soyuz que estaba goteando atmósfera.

a continuación: captura de pantalla de un tweet reciente de Roscosmos del cosmonauta Sergey Prokopyev (presuntamente) hablando sobre la detección y reparación de plomo y mostrando un ULD? (No puedo hablar ruso, pero presumiblemente esto es correcto). Traducir el texto usando Google:

"Amigos, decidí grabar un video para responder a sus numerosos comentarios y disipar los rumores. ¡Todo está en calma en la ISS!"

Si cuentas las vibraciones sísmicas como sonido

De esta respuesta a ¿Cómo se protegen los sismómetros más sensibles de Marte del martillo neumático más poderoso de Marte a solo unos metros de distancia? :

El equipo de SEIS dijo esto en Revisión de la fase de puesta en marcha del sismómetro SEIS en Marte .

Durante el mismo período que las operaciones de calibración, el sismómetro SEIS también comenzó a escuchar las vibraciones causadas por el topo HP³ a medida que avanzaba por el subsuelo marciano durante los soles 92 y 94.

Los datos recopilados mostraron que los sensores SP del sismómetro SEIS, adecuados para mediciones de alta frecuencia, registran una variedad de información, no solo sobre las operaciones de penetración sino también sobre la operación interna del topo. Las señales son tan fuertes cuando el topo comienza a martillar que los péndulos VBB se saturan.

El objetivo de los sensores SP es determinar con la mayor precisión posible el tiempo de llegada de las señales generadas por los complejos movimientos de las distintas partes móviles del topo cada vez que golpea para avanzar. Se cargará un filtro digital dedicado a la unidad electrónica eBOX que controla SEIS para aumentar la resolución temporal. Dependiendo de lo que escuchen los sensores SP, los ingenieros del proyecto sabrán si el topo continúa su viaje hacia abajo (incluso lentamente), si solo está rebotando en algo en su camino o si está completamente bloqueado.

También se activará un segundo filtro digital para evitar que los sensores VBB ultrasensibles del sismómetro se saturen cuando HP3 utilice su mecanismo de martilleo. Analizando la diferencia en la propagación de ondas sísmicas según los materiales encontrados, puede ser posible identificar la presencia de una capa muy dura de unos 30 cm de profundidad.

No es una nave espacial (ni siquiera un avión), pero ¿qué hay de encontrar una abrazadera defectuosa en un reactor de fusión? El Joint European Torus en Culham Center for Fusion Energy tiene micrófonos en la sala del reactor que alimentan altavoces en la sala de control, para que los operadores puedan escuchar anomalías mientras está funcionando.

Según David Homfray, ingeniero a cargo,

Hace un par de años, tuvimos una interrupción y podíamos escuchar este ruido metálico. Y pudimos identificar el área exacta, y lo que creíamos que era, que era una abrazadera que sostenía una tubería, e inmediatamente pudimos entrar en el área, ir a donde creíamos que estaba y encontrarlo. y luego podría reemplazarlo.

Fuente: Ayuda, My Fusion Reactor's Making A Weird Noise (por Tom Scott) , a las 2:28.

Nota: si bien esto obviamente no es una aplicación espacial, diría que es un uso de diagnóstico muy similar: JET y Perseverance son experimentos en los que tenemos poca experiencia que no necesariamente sabemos sobre todos los modos de falla que necesitamos. tenga cuidado (todavía), por lo que no necesariamente tenemos sensores apropiados y/o lógica de detección para. Ambos están usando audio + audición humana como detectores de cosas de amplio espectro en las que no pensamos.

Adaptado/modificado de Micrófonos en el Perseverance Rover

¡La perseverancia tiene dos micrófonos!

De los micrófonos del Perseverance Rover

Micrófono en SuperCam

SuperCam identifica composiciones de minerales y rocas, y busca compuestos orgánicos que podrían estar relacionados con vidas pasadas en Marte. Tiene un láser que puede zapear y estudiar áreas en una roca tan pequeña como el punto al final de esta oración. Todo desde unos 20 pies, o 7 metros de distancia. Su cámara y espectrómetros luego examinan la química de la roca. El micrófono de SuperCam les da a los científicos otro "sentido" con el que sondear los objetivos rocosos que están estudiando.

Trabajo principal: ayudar a estudiar las rocas de Marte

Ubicación: en un brazo corto de 15 mm en la cabeza del mástil largo del rover

Escuchar cuando: cuando el instrumento SuperCam está encendido, durante unos pocos milisegundos a la vez. O para escuchar el viento y los sonidos del rover durante unos 3,5 minutos a la vez.

Lo que puede oír: el estallido entrecortado que se produce cuando el láser estudia los ruidos de las rocas, el viento y el rover

Escuchar los sonidos de un disparo láser:

Cuando SuperCam dispara un láser a una roca, una pequeña cantidad de roca se vaporiza en un gas caliente llamado "plasma", y el calor y la vibración crean una onda de choque que produce un sonido de estallido. La cámara y el espectrómetro de SuperCam pueden "leer" el gas caliente para revelar la composición química de la roca vaporizada. Al mismo tiempo, el micrófono escucha el "pop" entrecortado cuando el láser golpea una roca a varios pies de distancia de Perseverance.

El tipo de "estallido" que produce informa a los científicos sobre la masa y la composición de la roca. La intensidad del sonido revela la dureza relativa de las rocas, lo que nos puede decir más sobre su contexto geológico. Por ejemplo, la dureza de la roca puede ayudarnos a decirnos si la roca se formó en un lago oa partir de material impulsado por el viento, o cuánta presión estuvo involucrada en su formación. Todo sin siquiera conducir y tocarlo.

SuperCam puede escuchar durante aproximadamente 3,5 minutos a la vez mientras realiza observaciones científicas. Esto le da al rover la oportunidad de escuchar los sonidos de Marte, como el sonido agudo de los granos de arena sobre la superficie, el silbido del viento alrededor del mástil del rover y los aullidos graves de los remolinos de polvo que pasan. El micrófono también graba sonidos de Perseverance usando su brazo, perforando rocas y las ruedas crujiendo contra la superficie. El rover puede escuchar los otros instrumentos, los mecanismos internos y escuchar cuando dejamos caer los tubos de muestra. En algunos casos, el sonido puede ayudar al equipo a diagnosticar el estado de los mecanismos o instrumentos internos del rover.

Micrófono para grabar el aterrizaje del rover

Trabajo principal: Grabar los sonidos del aterrizaje.

Grabación de los sonidos del descenso, la fricción de la atmósfera, el polvo levantado por los propulsores a medida que desciende el rover.

Escuchar los sonidos del rover

Los ingenieros están optimizando este micrófono para el espacio del hardware comprado en la tienda fácilmente disponible. Es poco probable que funcione más allá del aterrizaje. Si sobrevive, es posible que podamos escuchar los sonidos de los vientos marcianos y los sonidos del rover en funcionamiento, como las ruedas girando o los motores que giran su cabeza y las bombas de calor que lo mantienen caliente.

¡Chasquido láser! (no banco)

El rover Perseverance de Space.com ha grabado el primer sonido láser en Marte. Es un 'chasquido!' no un 'banco!'

El micrófono SuperCam grabó audio del viento marciano durante los primeros días de Perseverance en Marte, anunció hoy el equipo de instrumentos. El micrófono también capturó las innumerables instantáneas de fuego rápido del trabajo de Máaz, que provenían de ondas de choque generadas por el calor y la vibración de la vaporización de la roca.

Tal audio será bastante útil para el equipo de SuperCam, dijo Murdoch. Por ejemplo, los detalles de los broches revelarán la dureza de cada objetivo de roca, un detalle que no se puede determinar solo a partir de la composición. (La tiza y el mármol tienen la misma composición química, como señaló Murdoch).

Las grabaciones de SuperCam también ayudarán al equipo de Perseverance a controlar el rover y sus diversos subsistemas y permitirán a los investigadores comprender mejor la delgada atmósfera marciana dominada por el dióxido de carbono, dijo Murdoch.