La clé pour vivre dans l'espace pourrait-elle être... un bon système d'éclairage?

Entre le temps que la plupart d'entre nous passent à regarder des écrans, la nécessité de faire tant de choses en une journée et le conception de la plupart des logements fournissant des lumières artificielles vives, il n'est pas facile de s'installer dans un sommeil sain routine. Mais si vous pensez qu'il est difficile de faire cela sur Terre, imaginez à quel point il est plus difficile de passer une bonne nuit de sommeil dans l'espace.

Les astronautes de la Station Spatiale Internationale (ISS) doivent faire face à une routine complètement déconnectée de la le lever et le coucher du soleil, ainsi que la gestion de défis environnementaux uniques tels que la faible gravité et la stricte confinement. Des études montrent que les astronautes ont du mal à obtenir suffisamment de sommeil de bonne qualité, ce qui peut entraîner à la fois des problèmes de santé et une efficacité réduite dans leur travail.

La plupart du travail effectué pour promouvoir la santé des astronautes est axé sur des activités physiques comme l'exercice pour prévenir fonte musculaire ou contraintes d'horaire comme s'assurer qu'ils ont du temps libre de leur charge de travail chargée pour se détendre. Pendant longtemps, l'environnement dans lequel vivaient et travaillaient les astronautes était conçu avec des considérations purement pragmatiques, laissant peu de place à l'esthétique. Mais maintenant, nous commençons à réfléchir à la façon dont le design peut aider les astronautes à être plus heureux et en meilleure santé.

Il serait prohibitif d'agrandir ou de modifier radicalement les espaces de l'ISS, mais une idée pour aider les astronautes à se reposer et à mieux travailler est apparemment simple: il suffit de changer l'éclairage. C'est le but d'une expérience menée par un groupe d'architectes danois qui envoient un nouveau système d'éclairage à l'ISS pour des tests, dans l'espoir qu'il puisse améliorer le sommeil et l'humeur des astronautes. Nous avons parlé à l'architecte principal Sebastian Aristotelis de SAGA pour en savoir plus.

Le rôle de l'environnement

Le rythme circadien du corps humain est principalement défini par la quantité de lumière à laquelle nous sommes exposés, car notre corps considère la présence d'une lumière vive comme un signal de réveil et son absence comme un signal de sommeil. C'est pourquoi des organisations comme la CDC conseillez aux gens d'éviter de regarder des sources de lumière bleue vive comme les écrans de téléphone avant de se coucher et de s'assurer d'avoir de la lumière peu de temps après le réveil pour nous aider à commencer la journée.

Cela aide à établir des rythmes biologiques internes qui sont importants pour tout, de la production d'hormones à l'activité cérébrale. Mais la présence de lumière artificielle bouleverse ce système, altérant les rythmes circadiens et contribuant aux problèmes de sommeil.

C'est un problème encore pire pour les astronautes, qui doivent déjà faire face à des problèmes de sommeil et ont déclaré dormir aussi peu que cinq ou six heures par nuit, bien moins que les 8 à 10 heures recommandées pour les adultes. Le système d'éclairage actuel de la station spatiale permet certains ajustements par les astronautes en fonction de leurs besoins, mais il est très un système fonctionnel conçu pour fournir une lumière adéquate au travail plutôt que d'être conçu pour favoriser un sommeil sain motifs.

La société de design danoise SAGA s'est efforcée de combiner ses connaissances en matière de conception centrée sur l'humain avec son expérience dans conception pour les missions spatiales pour créer un système d'éclairage appelé Circadian Light, qui sera envoyé à l'ISS cet été pour être testé par l'astronaute danois Andreas Mogensen lorsqu'il y arrive pour une mission de six mois plus tard dans le année.

Le problème de la monotonie

Les principes de conception de l'éclairage autour des rythmes circadiens sont bien compris: beaucoup de lumière vive y compris les longueurs d'onde bleues le matin et un éclairage plus faible sans longueurs d'onde bleues le soir. Les concepteurs se sont inspirés directement de la nature pour décider quels types de lumière seraient les plus bénéfiques. La lampe qu'ils ont développée a trois faces différentes qui émettent de la lumière à différentes longueurs d'onde et intensités pour imiter les changements de qualité de la lumière observés tout au long de la journée sur Terre.

Cela signifie qu'il y a là un potentiel pour changer l'ambiance d'une pièce. "La lumière est le moyen le plus accessible de changer l'apparence d'une pièce entière", a déclaré Aristotelis. "Vous obtenez beaucoup pour votre argent en termes de changement de lumière."

L'éclairage a le potentiel de faire bien plus que simplement éclaircir et atténuer pour signaler le réveil et le sommeil. C'est difficile à imaginer, mais l'un des grands défis psychologiques auxquels les astronautes doivent faire face est l'ennui. La monotonie de l'environnement est implacable, avec des facteurs tels que la nourriture disponible, la température, l'éclairage et la qualité de l'air qui restent constants pendant des semaines et des mois à la fois. Il est courant pour les astronautes d'être ravis et excités d'être dans l'espace pendant les premières semaines ou les premiers mois de leur mission, mais bientôt la même nature de chaque jour commence à s'user.

La plupart de ces éléments ne peuvent pas être modifiés pour des raisons de sécurité, mais l'éclairage peut l'être. Et l'éclairage dans les quartiers de l'équipage, où se déroulera l'expérience, doit être pratique et fonctionnel mais il y a aussi plus de place pour qu'il soit ajusté pour l'esthétique qu'il n'y en aurait sur d'autres parties du gare.

Ainsi, le système d'éclairage circadien ne simule pas exactement le même cycle lever-soleil-coucher du soleil chaque jour. Certains matins verront un ensemble de couleurs plus sombres et plus atténuées, tandis que d'autres matins verront de belles nuances flamboyantes. Cette variabilité est en fait plus attrayante que de répéter le même schéma chaque jour, même si certains jours sont plus agréables que d'autres.

"Ce dont vous avez vraiment besoin pour rompre la monotonie n'est pas nécessairement une bonne stimulation ou une stimulation confortable, c'est juste une stimulation", a déclaré Aristotelis. "Si la température a été modérée pendant 100 jours, je suis sûr qu'une journée froide serait en fait assez agréable."

Petite intervention, grand impact

L'objectif est que la lampe, qui sera installée dans les quartiers de l'équipage de Mogensen, l'aide à mieux dormir la nuit et à se réveiller avec plus d'énergie. Parallèlement au test sur l'ISS, une expérience sera réalisée sur Terre pour tester également l'efficacité du système.

Si les résultats sont prometteurs, cette approche pourrait contribuer à améliorer le quotidien des astronautes à moindre coût. Bien sûr, avoir plus d'espace et d'intimité serait bien, mais ce n'est pratiquement pas réalisable sans dépenser d'énormes sommes pour agrandir la station. Mais l'installation des lumières est relativement facile à faire.

"Le retour sur investissement en termes de bien-être est très élevé", a déclaré Aristotelis. "Surtout parce que le sommeil est un mécanisme si merveilleux du corps humain."

Des ajustements peuvent également être apportés pour permettre aux astronautes d'avoir du temps libre le soir pour des tâches telles que appelant la famille ou les amis ou travaillant sur des projets personnels, la durée du coucher de soleil simulé est étendu. Alors qu'un coucher de soleil sur Terre dure généralement environ 20 minutes, sur l'ISS, le système d'éclairage prolongera cette période au besoin avant que l'astronaute ne se couche.

Il y a aussi des idées futures pour rendre le système encore plus dynamique. Actuellement, la lampe passe par différents modèles prédéfinis pour donner une variation quotidienne. Mais les futurs systèmes pourraient être conçus pour répondre aux conditions environnementales, telles que la modification des conditions d'éclairage lorsque la quantité de rayonnement à l'extérieur de la station est élevée. En intégrant l'éclairage avec d'autres modalités sensorielles comme le son et l'odorat, un environnement plus dynamique pourrait être créé qui informe réellement les astronautes de la situation qui les entoure.

"Imaginez qu'il y ait des haut-parleurs qui fassent sonner du vent s'il y a beaucoup de radiations qui frappent l'habitat. Ensuite, vous utiliseriez l'un de vos sens intuitifs pour comprendre qu'il y avait quelque chose dont vous deviez vous protéger », a déclaré Aristotelis. "C'est là que nous aimerions aller, donc la lumière n'est pas aléatoire, elle est en fait informée par l'environnement."

Éclairage de la station spatiale et au-delà

Concevoir pour le bien-être des astronautes est important pour l'ISS, mais ce sera encore plus important pour les missions spatiales de longue durée au-delà de l'orbite terrestre. Avec des plans pour envoyer bientôt des astronautes de la NASA pour des missions de plusieurs mois sur les lunes, et des visions à plus long terme pour explorer et même s'installer sur d'autres planètes, nous devrons trouver des moyens de recréer des conditions semblables à celles de la Terre pour que les explorateurs soient à l'aise et performants. meilleur.

Cela signifie que la conception de l'espace ne peut pas seulement tenir compte des besoins pratiques en nourriture et en eau, mais devra également prendre en compte les besoins humains en matière de variété, de confort et d'intérêt. Beaucoup de choses dont nous avons besoin pour explorer les étoiles sont les mêmes choses que nous tenons pour acquises dans notre environnement domestique.

"J'adore le fait de concevoir pour les humains dans l'espace", a déclaré Aristotelis. "L'humain est le même humain sur Terre que dans l'espace. Nous avons besoin de la même quantité de stimuli.

Recommandations des éditeurs

• Regardez le nouveau panneau solaire de la NASA se déployer sur la station spatiale
• Un vaisseau spatial SpaceX Dragon transporte beaucoup de fruits frais vers l'ISS
• La station spatiale est de nouveau bondée
• Quatre astronautes de la station spatiale viennent d'emmener Crew Dragon "pour un tour"
• Comment regarder le vaisseau spatial de SpaceX faire un très court voyage samedi