Voisiko avaruudessa asumisen avain olla... hyvä valaistusjärjestelmä?

Välillä aika, jonka useimmat meistä viettävät ruutujen katseluun, tarpeeseen pakata niin paljon päivään ja Useimpien asuntojen suunnittelussa on kirkkaat keinovalot, joten terveelliseen uneen asettuminen ei ole helppoa rutiini. Mutta jos luulet, että sen tekeminen on vaikeaa maan päällä, kuvittele kuinka paljon vaikeampaa on saada hyvät yöunet avaruudessa.

Kansainvälisen avaruusaseman (ISS) astronautit joutuvat käsittelemään rutiinia, joka on täysin irrotettu avaruusasemasta. auringon nousun ja laskun sekä ainutlaatuisten ympäristöhaasteiden, kuten alhainen painovoima ja tiukka, käsittely synnytys. Tutkimukset osoittavat että astronautit kamppailevat saadakseen tarpeeksi laadukasta unta, mikä voi johtaa sekä terveysongelmiin että heikentyneeseen työskentelyyn.

Suurin osa astronautin terveyden edistämiseksi tehdystä työstä keskittyy fyysiseen toimintaan, kuten ennaltaehkäisevään harjoitteluun lihasten tuhlaaminen tai aikataulutusrajoitukset, kuten sen varmistaminen, että heillä on vapaata kiireisestä työkuormasta rentoutua. Ympäristö, jossa astronautit asuivat ja työskentelivät, suunniteltiin pitkään puhtaasti pragmaattisia näkökohtia ajatellen, ja estetiikalle jäi vain vähän tilaa. Mutta nyt alamme miettiä, kuinka suunnittelu voi auttaa astronauteja olemaan onnellisempia ja terveempiä.

ISS: n tilojen laajentaminen tai radikaali muuttaminen olisi kohtuuttoman kallista, mutta yksi idea auttaa astronauteja lepäämään ja työskentelemään paremmin on näennäisesti yksinkertainen idea: muuta vain valaistus. Tämä on tanskalaisten arkkitehtien ryhmän kokeen tavoite, joka lähettää uuden valaistusjärjestelmän ISS: lle testattavaksi toivoen, että se voi parantaa astronautien unta ja mielialaa. Keskustelimme SAGAn johtavan arkkitehdin Sebastian Aristoteliksen kanssa saadaksemme lisätietoja.

Ympäristön rooli

Ihmiskehon vuorokausirytmi määräytyy ensisijaisesti sen valon määrän mukaan, jolle altistumme, sillä kehomme pitää kirkkaan valon läsnäoloa signaalina herätä ja sen puuttumista merkkinä nukkumiseen. Siksi organisaatiot pitävät CDC neuvoo ihmisiä välttämään katsomasta kirkkaan sinisen valon lähteitä, kuten puhelimen näyttöjä, ennen nukkumaanmenoa ja varmistamaan, että he saavat hieman valoa pian heräämisen jälkeen, jotta voimme aloittaa päivän.

Tämä auttaa asettamaan sisäiset biologiset rytmit, jotka ovat tärkeitä kaikelle hormonituotannosta aivojen toimintaan. Mutta keinovalon läsnäolo kaataa tämän järjestelmän, muuttaen vuorokausirytmejä ja edistää unihäiriöitä.

Tämä on vielä pahempi ongelma astronauteille, jotka joutuvat käsittelemään unihäiriöitä ja ovat ilmoittaneet nukkuvansa niin vähän kuin viisi tai kuusi tuntia per yö, paljon vähemmän kuin aikuisille suositellut 8-10 tuntia. Avaruusaseman nykyinen valaistusjärjestelmä sallii astronauteille joitain säätöjä tarpeidensa mukaan, mutta se on erittäin paljon toimiva järjestelmä, joka on suunniteltu tarjoamaan riittävästi valoa työhön sen sijaan, että se olisi suunniteltu edistämään terveellistä unta kuviot.

Tanskalainen suunnitteluyritys SAGA on pyrkinyt yhdistämään tietämystään ihmiskeskeisestä suunnittelusta ja kokemustaan suunnittelu avaruustehtäviin luoda valaistusjärjestelmä nimeltä Circadian Light, joka lähetetään ISS: lle tänä kesänä tanskalainen astronautti Andreas Mogensen testasi, kun hän saapuu sinne kuuden kuukauden tehtävälle myöhemmin vuosi.

Yksitoikkoisuuden ongelma

Periaatteet valaistuksen suunnittelussa vuorokausirytmien ympärille tunnetaan hyvin: paljon kirkasta valoa mukaan lukien siniset aallonpituudet aamuisin ja himmeämpi valaistus ilman sinisiä aallonpituuksia iltaisin. Suunnittelijat ottivat inspiraationsa suoraan luonnosta päättäessään, minkä tyyppisestä valosta olisi eniten hyötyä. Heidän kehittämässään lampussa on kolme erilaista pintaa, jotka lähettävät valoa eri aallonpituuksilla ja intensiteetillä jäljittelemään valonlaadun muutoksia, joita nähdään pitkin päivää maan päällä.

Tämä tarkoittaa, että siellä on potentiaalia muuttaa huoneen tunnelmaa. "Valo on helpoin tapa muuttaa koko huoneen ulkonäköä", Aristotelis sanoi. "Valon vaihtamisesta saa paljon vastinetta."

Valaistuksella on kuitenkin potentiaalia tehdä paljon muutakin kuin vain kirkastaa ja himmentää signaalin heräämisestä ja nukkumisesta. Sitä on vaikea kuvitella, mutta yksi suurimmista psykologisista haasteista, joita astronautit joutuvat kohtaamaan, on tylsyys. Ympäristön yksitoikkoisuus on säälimätöntä, ja tekijät, kuten saatavilla oleva ruoka, lämpötila, valaistus ja ilmanlaatu, pysyvät samana viikkoja ja kuukausia kerrallaan. On tavallista, että astronautit ovat innoissaan ja innoissaan ollessaan avaruudessa tehtävänsä ensimmäisten viikkojen tai kuukausien ajan, mutta pian jokaisen päivän samankaltaisuus alkaa kulua.

Useimpia näistä asioista ei voi muuttaa turvallisuussyistä, mutta valaistusta voidaan muuttaa. Ja valaistuksen miehistötiloissa, joissa kokeilu tehdään, on oltava käytännöllinen ja toimiva mutta siinä on myös enemmän tilaa säädettävälle estetiikkaan kuin muissa osissa asemalle.

Joten Circadian Lighting -järjestelmä ei simuloi täsmälleen samaa auringonnousu-auringonpaiste-auringonlaskujaksoa joka päivä. Joinakin aamuina näkee himmeämpiä, vaimeampia värejä, kun taas toisina aamuina hehkuvat, kauniit sävyt. Tämä vaihtelu on itse asiassa kiinnostavampaa kuin saman kaavan toistuminen joka päivä, vaikka jotkut päivät olisivatkin miellyttävämpiä kuin toiset.

"Se, mitä todella tarvitset yksitoikkoisuuden rikkomiseksi, ei välttämättä ole hyvää stimulaatiota tai mukavaa stimulaatiota, se on vain stimulaatiota", Aristotelis sanoi. "Jos lämpötila on ollut kohtalainen 100 päivää, olen varma, että kylmä päivä olisi todella mukava."

Pieni väliintulo, suuri vaikutus

Tavoitteena on, että Mogensenin miehistötiloihin asennettava lamppu auttaa häntä sekä nukkumaan paremmin yöllä että heräämään energisemmin. ISS-testin rinnalla maan päällä tehdään koe, jossa testataan myös järjestelmän tehokkuutta.

Jos tulokset ovat lupaavia, tämä lähestymistapa voisi auttaa parantamaan astronautien jokapäiväistä elämää vain minimaalisin kustannuksin. Tietysti enemmän tilaa ja yksityisyyttä olisi mukavaa, mutta se ei ole käytännössä mahdollista ilman valtavia summia aseman laajentamiseen. Mutta valojen asentaminen on suhteellisen helppoa.

"Hyvinvoinnin kannalta sijoitetun pääoman tuotto on erittäin korkea", Aristotelis sanoi. "Varsinkin siksi, että uni on niin upea ihmiskehon mekanismi."

Säätöjä voidaan tehdä myös siten, että astronauteilla on iltaisin vapaa-aikaa mm perheen tai ystävien soittaminen tai henkilökohtaisten projektien parissa työskenteleminen, simuloidun auringonlaskun kesto on laajennettu. Vaikka auringonlasku Maan päällä kestää yleensä noin 20 minuuttia, ISS: llä valaistusjärjestelmä pidentää tätä ajanjaksoa tarpeen mukaan ennen kuin astronautti menee nukkumaan.

Tulevaisuudessa on ideoita tehdä järjestelmästä vielä dynaamisempi. Tällä hetkellä lamppu kiertää eri esiasetettujen kuvioiden läpi antaakseen päivittäistä vaihtelua. Mutta tulevat järjestelmät voitaisiin suunnitella vastaamaan ympäristöolosuhteisiin, kuten muuttamaan valaistusolosuhteita, kun säteilyn määrä aseman ulkopuolella on korkea. Integroimalla valaistus muiden sensoristen modaliteettien, kuten äänen ja hajun, kanssa voidaan luoda dynaamisempi ympäristö, joka todella tiedottaa astronauteille heidän ympärillään olevasta tilanteesta.

"Kuvittele, että siellä oli kaiuttimia, jotka saivat kuulostamaan tuulliselta, jos elinympäristöön osui paljon säteilyä. Sitten käyttäisit yhtä intuitiivisista aisteistasi ymmärtääksesi, että oli jotain, jolta sinun piti suojautua”, Aristotelis sanoi. "Tänne haluaisimme mennä, joten valo ei ole satunnaista, vaan se on itse asiassa ympäristön ilmoittama."

Valaistus avaruusasemalle ja sen ulkopuolelle

Astronautien hyvinvoinnin suunnittelu on tärkeää ISS: lle, mutta se on vielä tärkeämpää pitkissä avaruustehtävissä Maan kiertoradan ulkopuolella. Suunnitelmissa on lähettää pian NASAn astronautit kuukausia kestäville tehtäville kuuille ja pidemmän aikavälin visioita tutkimaan ja jopa asettumaan. muilla planeetoilla meidän on löydettävä tapoja luoda Maan kaltaiset olosuhteet, jotta tutkimusmatkailijat voivat viihtyä ja esiintyä. parhaat.

Tämä tarkoittaa, että tilan suunnittelussa ei voida ottaa huomioon pelkästään ruuan ja veden käytännön tarpeita, vaan myös ihmisten tarpeet monipuolisuuteen, mukavuuteen ja kiinnostukseen. Monet asiat, joita meidän täytyy tutkia tähtiin, ovat samoja asioita, joita pidämme itsestäänselvyytenä kotiympäristössämme.

"Pidän siitä, että suunnittelen ihmisille avaruudessa", Aristotelis sanoi. "Ihminen on sama ihminen maan päällä kuin avaruudessa. Tarvitsemme saman määrän ärsykkeitä."

Toimittajien suositukset

• Katso NASAn uuden aurinkopaneelin avautumassa avaruusasemalle
• SpaceX Dragon -avaruusalus kuljettaa paljon tuoreita hedelmiä ISS: lle
• Avaruusasemalla on taas ruuhkaa
• Neljä avaruusaseman astronauttia vei juuri Crew Dragonin "pyöräilemään"
• Kuinka katsoa SpaceX: n avaruusaluksen tekevän hyvin lyhyen matkan lauantaina