Θα μπορούσε το κλειδί για τη ζωή στο διάστημα να είναι... καλό σύστημα φωτισμού;

Μεταξύ του χρόνου που αφιερώνουμε οι περισσότεροι από εμάς κοιτάζοντας οθόνες, της ανάγκης να πακετάρουμε τόσα πολλά μέσα σε μια μέρα και Σχεδιασμός των περισσότερων κατοικιών που παρέχουν φωτεινά τεχνητά φώτα, δεν είναι εύκολη δουλειά να εγκατασταθείς σε έναν υγιή ύπνο ρουτίνα. Αλλά αν νομίζετε ότι είναι δύσκολο να το κάνετε αυτό στη Γη, φανταστείτε πόσο πιο δύσκολο είναι να κοιμηθείτε καλά στο διάστημα.

Οι αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) πρέπει να αντιμετωπίσουν μια ρουτίνα εντελώς αποσυνδεδεμένη από το ανατολή και δύση του ηλίου, καθώς και αντιμετώπιση μοναδικών περιβαλλοντικών προκλήσεων όπως χαμηλή βαρύτητα και αυστηρή περιορισμός. Μελέτες δείχνουν ότι οι αστροναύτες αγωνίζονται να έχουν αρκετό ύπνο καλής ποιότητας, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα υγείας και σε μειωμένη αποτελεσματικότητα στην εργασία τους.

Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας που γίνεται για την προώθηση της υγείας των αστροναυτών επικεντρώνεται σε σωματικές δραστηριότητες όπως η άσκηση για την πρόληψη σπατάλη μυών ή περιορισμούς προγραμματισμού, όπως να βεβαιωθείτε ότι έχουν ελεύθερο χρόνο από τον πολυάσχολο φόρτο εργασίας τους χαλαρώστε. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, το περιβάλλον στο οποίο ζούσαν και εργάζονταν οι αστροναύτες σχεδιάστηκε με καθαρά πραγματιστικούς λόγους στο μυαλό, με λίγα περιθώρια για αισθητική. Αλλά τώρα, αρχίζουμε να σκεφτόμαστε πώς ο σχεδιασμός μπορεί να βοηθήσει τους αστροναύτες να είναι πιο ευτυχισμένοι και υγιείς.

Θα ήταν απαγορευτικά ακριβό να επεκταθούν ή να αλλάξουν ριζικά οι χώροι του ISS, αλλά μια ιδέα για να βοηθήσετε τους αστροναύτες να ξεκουραστούν και να εργαστούν καλύτερα είναι μια φαινομενικά απλή: απλώς αλλάξτε τον φωτισμό. Αυτός είναι ο στόχος ενός πειράματος από μια ομάδα Δανών αρχιτεκτόνων που στέλνουν ένα νέο σύστημα φωτισμού στον ISS για δοκιμή, με την ελπίδα ότι μπορεί να βελτιώσει τον ύπνο και τη διάθεση των αστροναυτών. Μιλήσαμε με τον αρχιτέκτονα Sebastian Aristotelis του SAGA για να μάθουμε περισσότερα.

Ο ρόλος του περιβάλλοντος

Ο κιρκάδιος ρυθμός του ανθρώπινου σώματος καθορίζεται κυρίως από την ποσότητα φωτός στο οποίο εκτιθέμεθα, καθώς το σώμα μας παίρνει την παρουσία του έντονου φωτός ως σήμα για να ξυπνήσει και την απουσία του ως σύνθημα για ύπνο. Γι' αυτό οργανισμοί όπως το CDC συμβουλεύστε τους ανθρώπους να αποφεύγουν να κοιτάζουν πηγές έντονου μπλε φωτός όπως οθόνες τηλεφώνου πριν τον ύπνο και να φροντίζουν να λαμβάνουν λίγο φως λίγο μετά το ξύπνημα για να μας βοηθήσουν να ξεκινήσουμε τη μέρα.

Αυτό βοηθά στον καθορισμό εσωτερικών βιολογικών ρυθμών που είναι σημαντικοί για τα πάντα, από την παραγωγή ορμονών έως την εγκεφαλική δραστηριότητα. Αλλά η παρουσία τεχνητού φωτός ανατρέπει αυτό το σύστημα, αλλάζοντας τους κιρκάδιους ρυθμούς και συμβάλλοντας σε προβλήματα ύπνου.

Αυτό είναι ένα ακόμη χειρότερο πρόβλημα για τους αστροναύτες, οι οποίοι έχουν ήδη να αντιμετωπίσουν προβλήματα ύπνου και έχουν αναφέρει ότι κοιμούνται τόσο λίγο όσο πέντε ή έξι ώρες ανά διανυκτέρευση, πολύ λιγότερο από τις οκτώ έως 10 ώρες που συνιστώνται για ενήλικες. Το τρέχον σύστημα φωτισμού στον διαστημικό σταθμό επιτρέπει ορισμένες προσαρμογές από τους αστροναύτες με βάση τις ανάγκες τους, αλλά είναι πολύ πολύ ένα λειτουργικό σύστημα που έχει σχεδιαστεί γύρω από την παροχή επαρκούς φωτός για εργασία αντί να έχει σχεδιαστεί για να προάγει τον υγιή ύπνο μοτίβα.

Η δανική εταιρεία σχεδιασμού SAGA εργάζεται για να συνδυάσει τις γνώσεις της στον ανθρωποκεντρικό σχεδιασμό με την εμπειρία σχεδιασμός για διαστημικές αποστολές για τη δημιουργία ενός συστήματος φωτισμού που ονομάζεται Κιρκαδικό Φως, το οποίο θα σταλεί στο ISS αυτό το καλοκαίρι για να γίνει δοκιμάστηκε από τον Δανό αστροναύτη Andreas Mogensen όταν φθάνει εκεί για μια εξάμηνη αποστολή αργότερα στο έτος.

Το πρόβλημα της μονοτονίας

Οι αρχές του σχεδιασμού του φωτισμού γύρω από τους κιρκάδιους ρυθμούς είναι καλά κατανοητές: πολύ έντονο φως συμπεριλαμβανομένου μπλε μήκους κύματος το πρωί και χαμηλό φωτισμό χωρίς μπλε μήκη κύματος τα βράδια. Οι σχεδιαστές εμπνεύστηκαν απευθείας από τη φύση όταν αποφάσισαν ποιοι τύποι φωτός θα ήταν πιο ωφέλιμοι. Ο λαμπτήρας που ανέπτυξαν έχει τρεις διαφορετικές όψεις που εκπέμπουν φως σε διαφορετικά μήκη κύματος και εντάσεις για να μιμούνται τις αλλαγές στην ποιότητα του φωτός που παρατηρούνται καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας στη Γη.

Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει δυνατότητα να αλλάξει η αίσθηση ενός δωματίου. «Το φως είναι ο πιο προσιτός τρόπος αλλαγής της εμφάνισης ενός ολόκληρου δωματίου», είπε ο Αριστοτέλης. «Έχετε πολλά χρήματα για την αλλαγή του φωτός».

Ωστόσο, ο φωτισμός έχει τη δυνατότητα να κάνει πολύ περισσότερα από το να φωτίζει και να μειώνει το σήμα για την αφύπνιση και τον ύπνο. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς, αλλά μια από τις μεγάλες ψυχολογικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι αστροναύτες είναι η πλήξη. Η μονοτονία του περιβάλλοντος είναι αμείλικτη, με παράγοντες όπως το διαθέσιμο φαγητό, η θερμοκρασία, ο φωτισμός και η ποιότητα του αέρα να παραμένουν σταθερά για εβδομάδες και μήνες κάθε φορά. Είναι σύνηθες φαινόμενο οι αστροναύτες να είναι ενθουσιασμένοι και ενθουσιασμένοι που βρίσκονται στο διάστημα τις πρώτες εβδομάδες ή μήνες της αποστολής τους, αλλά σύντομα αρχίζει να φοράει το ίδιο χρώμα της κάθε μέρας.

Τα περισσότερα από αυτά τα πράγματα δεν μπορούν να αλλάξουν για λόγους ασφαλείας, αλλά ο φωτισμός μπορεί να αλλάξει. Και ο φωτισμός στους χώρους του πληρώματος, όπου θα γίνει το πείραμα, πρέπει να είναι πρακτικός και λειτουργικός αλλά υπάρχει επίσης περισσότερος χώρος για προσαρμογή του για αισθητική από ό, τι θα υπήρχε σε άλλα μέρη του σταθμός.

Έτσι, το σύστημα Circadian Lighting δεν προσομοιώνει τον ίδιο ακριβώς κύκλο ανατολής - ηλιοφάνειας - ηλιοβασιλέματος κάθε μέρα. Κάποια πρωινά θα δείτε ένα πιο αμυδρό, πιο σιωπηλό σύνολο χρωμάτων, ενώ άλλα πρωινά θα δείτε λαμπερές, όμορφες αποχρώσεις. Αυτή η μεταβλητότητα είναι στην πραγματικότητα πιο ελκυστική από το να επαναλαμβάνεται το ίδιο μοτίβο κάθε μέρα, ακόμα κι αν μερικές μέρες είναι πιο ευχάριστες από άλλες.

«Αυτό που πραγματικά χρειάζεστε για να σπάσετε τη μονοτονία δεν είναι απαραίτητα καλή διέγερση ή άνετη διέγερση, είναι απλώς διέγερση», είπε ο Αριστοτέλης. «Αν ήταν μια μέτρια θερμοκρασία για 100 ημέρες, είμαι σίγουρος ότι μια κρύα μέρα θα ήταν πραγματικά πολύ ωραία».

Μικρή παρέμβαση, μεγάλος αντίκτυπος

Ο στόχος είναι η λάμπα, η οποία θα εγκατασταθεί στους χώρους του πληρώματος του Mogensen, να τον βοηθήσει να κοιμάται καλύτερα τη νύχτα και να ξυπνά με περισσότερη ενέργεια. Παράλληλα με τη δοκιμή στον ISS, θα πραγματοποιηθεί ένα πείραμα στη Γη για να δοκιμαστεί και η αποτελεσματικότητα του συστήματος.

Εάν τα αποτελέσματα είναι ελπιδοφόρα, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να βοηθήσει στη βελτίωση της καθημερινής ζωής των αστροναυτών με ελάχιστο κόστος. Σίγουρα, θα ήταν ωραίο να έχετε περισσότερο χώρο και ιδιωτικότητα, αλλά αυτό δεν είναι πρακτικά εφικτό χωρίς να ξοδέψετε τεράστια ποσά για την επέκταση του σταθμού. Αλλά η εγκατάσταση φώτων γίνεται σχετικά εύκολα.

«Η απόδοση της επένδυσης όσον αφορά την ευημερία είναι πολύ υψηλή», είπε ο Αριστοτέλης. «Ειδικά επειδή ο ύπνος είναι ένας υπέροχος μηχανισμός του ανθρώπινου σώματος».

Μπορούν επίσης να γίνουν προσαρμογές για να επιτρέψουν στους αστροναύτες να έχουν ελεύθερο χρόνο τα βράδια για εργασίες όπως καλώντας οικογένεια ή φίλους ή εργάζεστε σε προσωπικά έργα, η διάρκεια του προσομοιωμένου ηλιοβασιλέματος είναι επεκτάθηκε. Ενώ ένα ηλιοβασίλεμα στη Γη γενικά διαρκεί περίπου 20 λεπτά, στο ISS το σύστημα φωτισμού θα παρατείνει αυτήν την περίοδο όσο χρειάζεται πριν ο αστροναύτης πάει για ύπνο.

Υπάρχουν μελλοντικές ιδέες για να γίνει το σύστημα ακόμα πιο δυναμικό. Επί του παρόντος, η λάμπα περιστρέφεται μέσα από διαφορετικά προκαθορισμένα μοτίβα για να δώσει κάποια καθημερινή διακύμανση. Όμως τα μελλοντικά συστήματα θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να ανταποκρίνονται στις περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως η αλλαγή των συνθηκών φωτισμού όταν η ποσότητα ακτινοβολίας έξω από το σταθμό είναι υψηλή. Με την ενσωμάτωση του φωτισμού μαζί με άλλες αισθητηριακές μεθόδους όπως ο ήχος και η όσφρηση, θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένα πιο δυναμικό περιβάλλον που θα ενημερώνει πραγματικά τους αστροναύτες για την κατάσταση γύρω τους.

«Φανταστείτε ότι υπήρχαν ηχεία που έβγαζαν τον άνεμο αν υπήρχε πολλή ακτινοβολία που χτυπούσε τον βιότοπο. Τότε θα χρησιμοποιούσες μια από τις διαισθητικές σου αισθήσεις για να καταλάβεις ότι υπήρχε κάτι από το οποίο έπρεπε να προστατευτείς», είπε ο Αριστοτέλης. «Εκεί θα θέλαμε να πάμε, οπότε το φως δεν είναι τυχαίο, στην πραγματικότητα πληροφορείται από το περιβάλλον».

Φωτισμός του διαστημικού σταθμού και όχι μόνο

Ο σχεδιασμός για την ευημερία των αστροναυτών είναι σημαντικός για τον ISS, αλλά θα είναι ακόμη πιο σημαντικός για διαστημικές αποστολές μεγάλης διάρκειας πέρα ​​από τη γήινη τροχιά. Με σχέδια να στείλει σύντομα αστροναύτες της NASA για πολύμηνες αποστολές στα φεγγάρια και μακροπρόθεσμα οράματα για εξερεύνηση και ακόμη και εγκατάσταση σε άλλους πλανήτες, θα χρειαστεί να βρούμε τρόπους για να αναδημιουργήσουμε συνθήκες παρόμοιες με τη Γη ώστε οι εξερευνητές να είναι άνετοι και να αποδίδουν καλύτερος.

Αυτό σημαίνει ότι ο σχεδιασμός του χώρου δεν μπορεί να λάβει υπόψη μόνο τις πρακτικές ανάγκες τροφής και νερού, αλλά θα πρέπει να λάβει υπόψη και τις ανθρώπινες ανάγκες για ποικιλία, άνεση και ενδιαφέρον. Πολλά από τα πράγματα που χρειαζόμαστε για να εξερευνήσουμε τα αστέρια είναι τα ίδια πράγματα που θεωρούμε δεδομένα στο περιβάλλον του σπιτιού μας.

«Μου αρέσει να σχεδιάζω για ανθρώπους στο διάστημα», είπε ο Αριστοτέλης. «Ο άνθρωπος είναι ο ίδιος άνθρωπος στη Γη όπως και στο διάστημα. Χρειαζόμαστε την ίδια ποσότητα ερεθισμάτων».

Συστάσεις των συντακτών

• Παρακολουθήστε τη νέα ηλιακή συστοιχία της NASA να ξεδιπλώνεται στον διαστημικό σταθμό
• Ένα διαστημόπλοιο SpaceX Dragon μεταφέρει πολλά φρέσκα φρούτα στον ISS
• Ο διαστημικός σταθμός γεμίζει ξανά
• Τέσσερις αστροναύτες διαστημικού σταθμού μόλις πήραν το Crew Dragon «για μια περιστροφή»
• Πώς να παρακολουθήσετε το διαστημόπλοιο του SpaceX να κάνει ένα πολύ σύντομο ταξίδι το Σάββατο