প্রকৌশল শব্দবিজ্ঞান/আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের শব্দবিজ্ঞানগত চ্যালেঞ্জ

আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশন (ISS) একটি গবেষণাগার যা পৃথিবীর নিম্ন কক্ষপথে অবস্থানরত একাধিক আলাদা আলাদা মডিউল নিয়ে গঠিত। এই গবেষণা কেন্দ্রটি বিভিন্ন দেশের মহাকাশ স্টেশন প্রকল্পগুলোর একটি সম্মিলিত রূপ। ISS এর দীর্ঘমেয়াদি লক্ষ্য হলো এমন প্রযুক্তি বিকাশ করা যা মানুষের মহাকাশ ও গ্রহ অন্বেষণ ও বসতি স্থাপনের জন্য প্রয়োজনীয়। এর মধ্যে রয়েছে জীবন-সহায়ক ব্যবস্থা, নিরাপত্তা ব্যবস্থা, মহাকাশে পরিবেশ পর্যবেক্ষণ, রোগ নিরাময়ের নতুন পদ্ধতি, উপকরণ তৈরির আরও কার্যকর উপায়, পৃথিবীর চেয়ে আরও নিখুঁত পরিমাপ এবং মহাবিশ্ব সম্পর্কে আরও সম্পূর্ণ ধারণা অর্জন।

এই লক্ষ্যগুলো পূরণ করতে হলে মানব মহাকাশ অভিযানের জন্য বিশেষভাবে প্রশিক্ষিত মহাকাশচারীদের প্রস্তুত করা হয়। ISS এ কাজ করার জন্য তারা বিভিন্ন ধরনের কাজ দক্ষতার সাথে সম্পাদনের উপযুক্ত করে তোলা হয়। মহাকাশচারীরা ISS এ যাওয়ার আগে দীর্ঘ সময় প্রশিক্ষণ কেন্দ্রে কাটান। সেখানে মহাকাশের পরিবেশ অনুকরণ করে বিভিন্ন অবস্থায় তাদের প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়। মহাকাশচারীদের একটি অংশকে একাধিক কাজে পারদর্শী করে তোলা হয়। যেমন একজন পাইলটকে বৈজ্ঞানিক পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালানো বা যন্ত্রপাতি মেরামতের কাজেও প্রশিক্ষণ দেওয়া হতে পারে। পৃথিবীতে যেমন তাদের সময়সূচি অত্যন্ত ব্যস্ত থাকে মহাকাশে ISS এর মধ্যে তা আরও কঠোর হয়ে যায়। তাই একবার কক্ষপথে পৌঁছানোর পর তাদের জন্য নিরাপদ ও বসবাসযোগ্য কর্মপরিবেশ নিশ্চিত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

ISS এর অন্যতম বড় সমস্যা হলো "হোয়াইট নয়েজ" বা একধরনের পটভূমি শব্দের উপস্থিতি। মূলত ISS এর প্রতিটি মডিউলে ফ্যান, পাম্প, কমপ্রেসার, অ্যাভিওনিক্স এবং অন্যান্য যন্ত্রপাতি থাকে। এই সব যন্ত্রপাতি ISS এর কার্যকারিতা এবং মহাকাশচারীদের জীবনধারার জন্য প্রয়োজনীয় হলেও এগুলো থেকে উৎপন্ন শব্দ নিয়ন্ত্রণ করা অত্যন্ত কঠিন। কারণ এই সব যন্ত্রপাতি আন্তর্জাতিক বিভিন্ন অংশীদারদের মাধ্যমে সরবরাহ করা হয়। ISS এ যন্ত্রপাতি থেকে উৎপন্ন অতিরিক্ত শব্দ মহাকাশচারীদের শ্রবণশক্তি, বাসযোগ্যতা, নিরাপত্তা, উৎপাদনশীলতা, বিরক্তি এবং ঘুমের ব্যাঘাতের উপর প্রভাব ফেলে। দলগত কর্মদক্ষতা হ্রাস পাওয়ার মূল কারণগুলোর মধ্যে রয়েছে কার্যকরভাবে যোগাযোগ করতে না পারা, চারপাশে কী ঘটছে তা বুঝতে অসুবিধা হওয়া, বোধগম্যতা হ্রাস পাওয়া, কথা বলার সময় অন্য শব্দে বিঘ্ন ঘটানো, জরুরি অ্যালার্ম বা যন্ত্রপাতি নষ্ট হওয়ার মতো গুরুত্বপূর্ণ শব্দ শুনতে না পাওয়া, মনোযোগ কেন্দ্রীভূত করতে না পারা এবং কণ্ঠনালিতে চাপ অনুভব করা।

স্বাভাবিক শ্রবণ প্রতিক্রিয়া এবং শ্রবণ সীমা

মানুষের শ্রবণ প্রক্রিয়ার সংবেদনশীলতা মূলত প্রাপ্ত শব্দের কম্পাংকের ওপর নির্ভরশীল। মানব কান ২০ থেকে ২০০০০ হার্টজ পর্যন্ত কম্পাংকের শব্দ শনাক্ত করতে পারে। শব্দের তীব্রতা ডেসিবেল (dB) এককে পরিমাপ করা হয়। ডেসিবেল একটি লগারিদমিক একক যা একটি অনুপাত বোঝাতে ব্যবহৃত হয় (10 log₁₀ (p₂/p₁)²)। এই অনুপাত শক্তি, শব্দচাপ, ভোল্টেজ বা তীব্রতা বা আরও অনেক কিছু হতে পারে। সাধারণ উৎসগুলোর শব্দ শক্তি স্তর এখানে দেখা যেতে পারে। মানব কানে শোনা শব্দের পরিমাণ বোঝাতে বিভিন্ন একক ব্যবহৃত হয়। এর মধ্যে কিছু এককের পরিচয় এখানে দেওয়া হলো। "ফোন" একটি একক যা ডেসিবেলের সঙ্গে সম্পর্কযুক্ত। এটি কানের মনস্তাত্ত্বিক-শারীরবৃত্তীয় কম্পাংক প্রতিক্রিয়ার ওপর ভিত্তি করে নির্ধারিত। ১ কিলোহার্টজ এ ফোন ও ডেসিবেলের মান সমান ধরা হয়। অন্যান্য সব কম্পাংকের জন্য ফোন স্কেল নির্ধারিত হয় এমন পরীক্ষার মাধ্যমে যেখানে সুস্থ স্বেচ্ছাসেবকদের নির্দিষ্ট কম্পাংকের শব্দের উচ্চতা ১ কিলোহার্টজ শব্দের উচ্চতার সমান মনে হওয়া পর্যন্ত সামঞ্জস্য করতে বলা হয় অনুশীলন। ডেসিবেল থেকে ফোনে রূপান্তর করতে একটি গ্রাফ প্রয়োজন যা এই পরীক্ষার ফলাফলের ভিত্তিতে তৈরি। এই গ্রাফ শব্দ স্তরের ওপর নির্ভর করে উচ্চ শব্দ স্তরে এটি অপেক্ষাকৃত সমতল হয়। শ্রবণ সীমা হলো এমন একটি স্তর যেখানে কানে শব্দ কেবলমাত্র অনুভবযোগ্য হয়। এই সীমা কম্পাংক-নির্ভর এবং ০ ফোন কার্ভের সঙ্গে সম্পর্কযুক্ত। শ্রবণ প্রক্রিয়ার কোনো ক্ষতি হলে শ্রবণ সীমা আরও উঁচুতে চলে যায় অর্থাৎ শব্দ শোনার জন্য আরও জোরে শব্দ প্রয়োজন হয়। শ্রবণ সীমার এই পরিবর্তনের মাত্রা দিয়ে শ্রবণ হ্রাসের পরিমাণ নির্ধারণ করা যায়। সাধারণত শ্রবণ ক্ষতির মানদণ্ড এই সীমার পরিবর্তনের ওপর ভিত্তি করেই নির্ধারণ করা হয়।

dBA

মানব কান সব কম্পাংকে সমানভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায় না। আমরা ১ কিলোহার্টজ থেকে ৪ কিলোহার্টজ কম্পাংকের শব্দে অনেক বেশি সংবেদনশীল তুলনামূলকভাবে খুব কম বা খুব বেশি কম্পাংকের শব্দের চেয়ে। এই কারণে শব্দ পরিমাপক যন্ত্রে একটি ফিল্টার থাকে যা কম্পাংকের প্রতি কানের প্রতিক্রিয়ার মতো আচরণ করে। যখন শব্দচাপ স্তর dB(A) বা dBA এককে প্রকাশ করা হয় তখন “A ওজনন ফিল্টার” ব্যবহার করা হয়। dBA প্রায় ১ কিলোহার্টজ এ ৪০ dB সম-শব্দতার কার্ভের বিপরীতরূপ। dBA স্কেলে শব্দচাপ স্তর সহজেই পরিমাপযোগ্য লিংক এবং তাই এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তবে এটি এখনো "লাউডনেস" বা শব্দের প্রকৃত জোরের সমান নয় কারণ ফিল্টারটি কানের মতো একেবারে সুনির্দিষ্টভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায় না। dBA বিভিন্ন উৎস

শব্দ সংস্পর্শ

চিত্র:Table 1 Permissible noise exposures.jpg

অতিরিক্ত এবং দীর্ঘস্থায়ী শব্দ সংস্পর্শ বিশ্বব্যাপী শ্রবণ সমস্যার একটি প্রধান কারণ। শব্দের ক্ষতি হলে শ্রবণ সীমা বেড়ে যায়। টেবিল ১ এ কর্মস্থল নিরাপত্তা ও স্বাস্থ্য আইন (OSHA) দ্বারা নির্ধারিত উচ্চ শব্দ স্তরে সংস্পর্শের সময়কাল দেখানো হয়েছে যা ৯০ dBA এ ৮ ঘণ্টার শব্দ সংস্পর্শের মতোই ক্ষতিকর তবে এর চেয়ে বেশি নয়। এছাড়া মানুষকে কখনোই ১১৫ dBA র বেশি স্থায়ী শব্দ স্তরে সংস্পর্শে রাখা যাবে না সময়কাল যতই হোক না কেন।

যখন দৈনিক শব্দ সংস্পর্শ বিভিন্ন স্তরের একাধিক সময়সীমা নিয়ে গঠিত হয় তখন প্রতিটি আলাদা শব্দস্তরের প্রভাব না দেখে সম্মিলিত প্রভাব বিবেচনা করা উচিত। দিনের বিভিন্ন সময়ে মানুষ যদি বিভিন্ন শব্দ স্তরে সংস্পর্শে থাকে তাহলে মিলিত মাত্রা (D) এই সূত্র দিয়ে নির্ধারণ করতে হয়:

$D=C1/T1+C2/T2+\mathrm{...}+Cn/Tn$

এখানে Cn হলো নির্দিষ্ট শব্দ স্তরে মোট সংস্পর্শ সময় আর Tn হলো ঐ স্তরে অনুমোদিত সর্বোচ্চ সংস্পর্শ সময়। যদি এই অনুপাতগুলোর যোগফল ১ বা তার বেশি হয় তাহলে শব্দ সংস্পর্শ নির্ধারিত সীমা অতিক্রম করেছে বলে ধরা হয়। উৎস

বোধ্যতা

শ্রোতার বক্তব্য বোঝার ক্ষমতা হ্রাস পায় আশপাশের পটভূমি শব্দ এবং ব্যবস্থার বিকৃতির কারণে। কোনো বার্তা সব পরিস্থিতিতে পরিষ্কার ও বোধ্য কিনা তা যাচাই করার জন্য "বোধ্যতা" পরিমাপ করা যেতে পারে। বক্তব্য বোধ্যতা বলতে বোঝায় শব্দপূর্ণ পরিবেশে কোনো শ্রোতা বক্তব্য কতটা পরিষ্কারভাবে বুঝতে পারছে। সন্তোষজনক যোগাযোগের জন্য গড় বক্তব্য স্তর শব্দ স্তরের চেয়ে ৬ dB বেশি হওয়া উচিত। তবে এর চেয়ে কম S/N অনুপাতও কখনো কখনো গ্রহণযোগ্য হতে পারে (মুর, ১৯৯৭)। শব্দ দ্বারা কথোপকথনে বিঘ্নের মাত্রা নির্ধারণের সবচেয়ে প্রচলিত পদ্ধতি হলো Preferred Speech Interference Level (PSIL) যা নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

চিত্র:PSIL.jpg

আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে শব্দ শনাক্তকরণ ও সুরক্ষা

একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে মহাকাশচারীরা কতটা শব্দের মধ্যে থাকছেন তা নির্ধারণ করার জন্য তারা একটি অডিও ডোসিমিটার ব্যবহার করেন। আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে (আইএসএস) অবস্থানকালীন সময়ে মহাকাশচারীরা গড়ে ৭২ ডেসিবেল শব্দমাত্রার মধ্যে থাকেন। এই অবস্থানকাল প্রায় ছয় মাস পর্যন্ত হতে পারে। একটি চিকিৎসাগত ফ্লাইট নিয়ম অনুযায়ী ২৪ ঘণ্টার শব্দ এক্সপোজারের ভিত্তিতে শব্দমাত্রার সীমা নির্ধারণ করা হয়েছে। যদি অডিও ডোসিমিটারের মাধ্যমে পরিমাপ করা ২৪ ঘণ্টার শব্দমাত্রা ৬৫ ডেসিবেলের বেশি হয় তবে মহাকাশচারীদের অনুমোদিত শ্রবণ সুরক্ষা যন্ত্র ব্যবহারের নির্দেশ দেওয়া হয়। কাজের এলাকার জন্য ৬০ ডেসিবেল এবং ঘুমানোর এলাকার জন্য ৫০ ডেসিবেলের শব্দমাত্রাকে “নিরাপত্তা সীমা” হিসেবে নির্ধারণ করা হয়েছে। যদি শব্দমাত্রা ৬০ ডেসিবেলের বেশি হয় অথবা মহাকাশচারীরা উচ্চ মাত্রার অস্থায়ী শব্দের সম্মুখীন হন (যেমন দৌড়ানোর যন্ত্র, এয়ারলক রিপ্রেস বা অন্যান্য স্বল্পমেয়াদি উচ্চ শব্দ) তখন শ্রবণ সুরক্ষা যন্ত্র ব্যবহারের পরামর্শ দেওয়া হয়। আইএসএস এর এই শব্দ সংক্রান্ত নির্ধারণগুলো মহাকাশচারীদের শ্রবণক্ষমতার ওপর প্রভাব (অস্থায়ী বা স্থায়ী হ্রাস) বসবাসযোগ্যতা এবং কাজের দক্ষতার বিষয়গুলো (যেমন যোগাযোগে বিঘ্ন, রূঢ়তা, ঘুমে ব্যাঘাত) বিবেচনা করে তৈরি করা হয়েছে। ঘুমের সময় শ্রবণ সুরক্ষা যন্ত্র ব্যবহার করলে তা কান পর্যন্ত পৌঁছানো শব্দ আরও কমিয়ে দেয় এবং দিনে যেসব শব্দজনিত আঘাত পাওয়া যায় সেগুলো থেকে সেরে ওঠার প্রক্রিয়া সহজ হয়। এই পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়া আরও কার্যকর হয় যদি আশপাশের পরিবেশ শান্ত থাকে যেমন যথাযথভাবে শব্দনিরোধক করা ঘুমের কক্ষে অথবা উচ্চ শব্দের সময় শ্রবণ সুরক্ষা ব্যবহার করে। যদিও শ্রবণ সুরক্ষা হেডসেট উপলব্ধ, মহাকাশচারীরা এগুলো সব সময় ব্যবহার করেন না কারণ এগুলো দীর্ঘ সময় ধরে পরিধানে অস্বস্তিকর এবং অন্যান্য সদস্যদের সঙ্গে যোগাযোগে সমস্যা হয়। যেহেতু শ্রবণ ক্ষমতা পরীক্ষা করতে শান্ত পরিবেশ প্রয়োজন তাই মহাকাশে অবস্থানকালে শ্রবণ ক্ষমতার পরিবর্তন পরীক্ষা করার গবেষণাগুলো সফল হয়নি। কারণ আইএসএস এ সবসময়ই শব্দ বিরাজ করে। মহাকাশচারীদের কিছু প্রতিবেদন পাওয়া যাবে এই ওয়েবসাইটে: SpaceRef

অতিরিক্ত গবেষণা

• অ্যাকুস্টিকাল টেস্টিং ল্যাবরেটরি
• লুভেন মেজারমেন্ট সিস্টেমস
• মানুষের উপর পরীক্ষা