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多年来,宇航员一直在适应在太空中睡觉的挑战——他们从零重力睡眠中吸取的教训有一天会确保 在探索这颗红色星球之前,第一次载人火星任务将得到很好的休息。
轮换的宇航员平均在国际空间站上生活和工作了近 23 年,平均六个月,他们的睡眠问题与地球人一样多。 有些挑战类似于轮班工人或作息时间不正常的人所面临的挑战,但其他挑战是太空环境所独有的。
美国宇航局
3 月 2 日,美国宇航局宇航员乔希·卡萨达 (Josh Cassada) 在国际空间站宇航员宿舍的人群中。
例如,大多数人不必担心由于零重力而从床上飘走。 别担心——宇航员使用特殊的约束装置来防止他们漂浮 睡觉时穿过空间站。
宇航员面临的两个最大挑战是他们的睡眠环境和建立自然睡眠周期。
宇航员在空间站上为宇航员提供了黑暗、安静和私密的住所,这有利于良好的睡眠——但在其他太空任务中情况并非总是如此,抗疲劳项目负责人艾琳·弗林·埃文斯 (Erin Flynn Evans) 博士说美国宇航局艾姆斯研究中心的测量实验室。 山景中心, 加州。
与他们历史上的阿波罗前辈一样,将在未来的阿耳emi弥斯登月任务中使用的猎户座太空舱是小型车辆,船员空间有限,休息时使用睡袋。
“我认为它就像露营,”弗林埃文斯说。 “如果只是几天,可能没什么大不了的。但你和某人在一起的时间越长,它就会变得越动荡。”
虽然空间站提供了地球的美景,但宇航员每天看到的 16 次日出可能会对昼夜节律造成严重破坏,昼夜节律是人体睡眠和醒来的自然时钟。
在地球上,夜班工作或在跨时区旅行时遇到时差反应的人的昼夜节律会发生紊乱。
Flynn Evans 说:“光能重新设定我们的昼夜节律,让我们有条不紊地进入昼夜循环,但在太空中我们面临许多挑战。”
空间站每 90 分钟绕地球一圈,形成黑暗和光明的交替循环。 美国国家航空航天局的专家没有强迫宇航员适应这种奇怪的循环,而是在空间站内部增加了照明,以模仿人们在地球上正常一天的经历。
她说,“我们必须设法在晚上挡住窗户的光线,我们必须真正尝试通过窗户和室内照明最大限度地利用光线,以确保机组人员同时得到刺激,他们”我们能够在正确的时间保持清醒和睡眠。”
美国宇航局
2021 年 4 月,前日本宇宙航空研究开发机构宇航员 Soichi Noguchi 在空间站的静止站内。
时差反应在宇航员到达空间站之前就开始了,他们的睡眠时间表会根据一天中的时间和他们将要发射的时区,在升空前几天进行调整。 一旦他们到达空间站,每个宇航员都会变成一艘宇宙飞船 格林威治标准时间“所有相关国家之间的良好妥协,”弗林埃文斯说。
在抗压行动实验室,弗林·埃文斯 (Flynn Evans) 和她的同事开发了帮助宇航员克服睡眠挑战的工具。 一些策略包括管理宇航员何时接触蓝光、昼夜节律系统的基线同步波长以及何时减少蓝光以帮助他们入睡。
宇航员有固定的时间表,但他们有时会被补给任务或新机组人员的到来打断。 弗林·埃文斯 (Flynn Evans) 和其他研究人员已经开发出安全地改变宇航员睡眠的方法,例如安排何时小睡或保持清醒以赶上日程安排的变化。
帮助宇航员入睡的技巧同样适用于地球,包括遵循规律的作息时间,尽可能在同一时间起床和睡觉,以及在睡前限制接触蓝光,蓝光由 LED 电视、智能手机、电脑和平板电脑。
尽管科学家们拥有多年太空飞行的睡眠数据,但这只是进行模拟的问题 地球上的任务允许更多的控制。
“我们一直在进行模拟太空任务,”弗林埃文斯说。 “我们在约翰逊航天中心拥有所谓的模拟空间环境,称为人类探索研究模拟或 HERA,这基本上是一个迷你栖息地。”
比尔斯塔福德/美国宇航局
CHAPEA 的工作人员将住在位于休斯敦的美国宇航局约翰逊航天中心的一个带独立住宿的栖息地。
该栖息地模拟月球基地或小型航天器的大小,最多可容纳四名机组人员长时间居住。 Flynn Evans 参加了一项研究,他在其中 机组人员在栖息地度过了 45 天,工作日晚上只能睡 5 小时,周末只能睡 8 小时。 测试参与者的警觉性和表现。
实验结果表明,如果船员一晚只睡五个小时,他们需要更多机会在随后的晚上补觉,以防止睡眠不足带来的不良影响。 目前的要求是船员要有8摄氏度 根据 NASA 的说法,每晚的睡眠时间是为了避免长期睡眠不足以及因疲劳和健康并发症而导致的错误。
6 月,美国宇航局将在约翰逊航天中心的一个新的 3D 打印火星栖息地开始第一个实验,该实验名为“船员健康和性能探索模拟”或 CHAPEA。
在一年的时间里,四名船员将在 1,700 平方英尺(158 平方米)的模拟火星生活空间内生活和工作。 焦点 因为第一个实验是进食,但 Flynn-Evans 和她的同事们还将观察船员的睡眠情况。
像 HERA 和 CHAPEA 这样的栖息地让科学家们能够模拟在真正的月球或火星任务中可能发生的意外情况,例如资源有限、设备故障、连通性问题以及来自小型栖息地的其他压力因素。
意外丰富的睡眠数据来源已被证明正在研究地球 从事火星探测器等火星任务的科学家和工程师。
火星上的一天比地球上的一天多 39 分钟,但足以让火星任务控制中心的成员进行调整 他们的日程安排不断地按时进行以坚持下去。
“如果你每天轮流 39 分钟,那就意味着你每天晚睡 39 分钟,”弗林埃文斯说。 “一晚上感觉没那么糟糕。但五天后,你就像穿越了六个时区一样。这对身体来说是一种真正的压力。”
关于“火星时间”还有很多未知数,比如时移如何影响人体的新陈代谢。
了解地球上的人们如何适应火星时代的生活是为未来前往这颗红色星球的任务做准备的一种方式。 Flynn Evans 和她的团队正在努力 他与阿尔忒弥斯登月计划的规划人员密切合作,以优化宇航员的日程安排,并确保猎户座内的照明充足,并在他们需要睡觉时减轻噪音。
研究人员还想研究宇航员需要多少咖啡因才能保持警觉,以确保宇航员不会在存储容量有限的航天器中用完咖啡。
“睡眠与表现、警觉性、人际沟通和人际关系密切相关,”Flynn Evans 说,“因此我们希望确保机组人员为成功做好准备并获得所需的睡眠。”
“创作者。屡获殊荣的问题解决者。音乐布道者。无法治愈的内向。”
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