Može li ključ života u svemiru biti... dobar sustav rasvjete?

Između količine vremena koju većina nas provede gledajući ekrane, potrebe da toliko toga spakiramo u dan i dizajn većine stambenih objekata koji osigurava jaka umjetna svjetla, nije lak posao ugoditi se zdravom snu rutinski. Ali ako mislite da je to teško učiniti na Zemlji, zamislite koliko je teže dobro se naspavati u svemiru.

Astronauti na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS) moraju se nositi s rutinom koja je potpuno odvojena od izlaska i zalaska sunca, kao i rješavanje jedinstvenih ekoloških izazova poput niske gravitacije i strogih zatvorenost. Studije pokazuju da se astronauti bore da dobiju dovoljno kvalitetnog sna, što može dovesti do zdravstvenih problema i smanjene učinkovitosti u njihovom radu.

Većina posla na promicanju zdravlja astronauta usmjerena je na tjelesne aktivnosti kao što je tjelovježba za prevenciju trošenje mišića ili ograničenja u rasporedu, kao što je osiguravanje slobodnog vremena od preopterećenog posla opustiti. Dugo je vremena okruženje u kojem su živjeli i radili astronauti bilo dizajnirano s čisto pragmatičnim razmatranjima na umu, s malo prostora za estetiku. Ali sada počinjemo razmišljati o tome kako dizajn može pomoći astronautima da budu sretniji i zdraviji.

Bilo bi pretjerano skupo proširiti ili radikalno promijeniti prostore ISS-a, ali jedna ideja koja bi pomogla astronautima da se odmore i bolje rade je naizgled jednostavna: samo promijenite rasvjetu. To je cilj eksperimenta grupe danskih arhitekata koji šalju novi sustav rasvjete na ISS na testiranje, s nadom da može poboljšati san i raspoloženje astronauta. Razgovarali smo s vodećim arhitektom Sebastianom Aristotelisom iz SAGA-e kako bismo saznali više.

Uloga okoline

Cirkadijalni ritam ljudskog tijela prvenstveno je određen količinom svjetlosti kojoj smo izloženi, budući da naša tijela prisutnost jakog svjetla uzimaju kao signal za buđenje, a njegovu odsutnost kao znak za spavanje. Zbog toga su organizacije poput CDC savjetujemo ljudima da izbjegavaju gledanje u izvore jarko plave svjetlosti poput zaslona telefona prije spavanja i da osiguraju malo svjetla nedugo nakon buđenja kako bismo lakše započeli dan.

To pomaže u postavljanju unutarnjih bioloških ritmova koji su važni za sve, od proizvodnje hormona do aktivnosti mozga. Ali prisutnost umjetnog svjetla izokreće ovaj sustav, mijenjajući cirkadijalne ritmove i doprinoseći problemima spavanja.

Ovo je još gori problem za astronaute, koji već imaju problema sa spavanjem i izvijestili su da spavaju samo malo pet ili šest sati po noći, daleko manje od osam do 10 sati preporučenih za odrasle. Trenutačni sustav rasvjete na svemirskoj postaji dopušta astronautima neke prilagodbe na temelju njihovih potreba, ali je vrlo prilično funkcionalan sustav dizajniran za pružanje odgovarajućeg svjetla za rad, a ne za promicanje zdravog sna uzorci.

Danska dizajnerska tvrtka SAGA radi na kombiniranju svog znanja o dizajnu usmjerenom na čovjeka s iskustvom u dizajn za svemirske misije stvoriti sustav rasvjete nazvan Circadian Light, koji će biti poslan na ISS ovog ljeta testirao danski astronaut Andreas Mogensen kada je stigao tamo na šestomjesečnu misiju kasnije u godina.

Problem monotonije

Načela dizajniranja rasvjete prema cirkadijalnom ritmu dobro su poznata: puno jakog svjetla uključujući plave valne duljine ujutro i slabije osvjetljenje bez plavih valnih duljina navečer. Dizajneri su crpili inspiraciju izravno iz prirode kada su odlučivali koje bi vrste svjetla bile najkorisnije. Svjetiljka koju su razvili ima tri različita lica koja emitiraju svjetlost različitih valnih duljina i intenziteta kako bi oponašala promjene u kvaliteti svjetlosti koje se vide tijekom dana na Zemlji.

To znači da postoji potencijal za promjenu dojma sobe. "Svjetlost je najpristupačniji način mijenjanja izgleda cijele sobe", rekao je Aristotelis. "Dobijate puno za novac u smislu promjene svjetla."

Ipak, rasvjeta ima potencijal učiniti puno više od pukog osvjetljavanja i prigušivanja signaliziranja budnosti i spavanja. Teško je zamisliti, ali jedan od velikih psiholoških izazova s ​​kojima se astronauti moraju suočiti je dosada. Monotonija okoliša je neumoljiva, s čimbenicima poput dostupne hrane, temperature, osvjetljenja i kvalitete zraka koji ostaju isti tjednima i mjesecima. Uobičajeno je da su astronauti oduševljeni i uzbuđeni što su u svemiru prvih nekoliko tjedana ili mjeseci svoje misije, ali uskoro se počinje gubiti istovjetnost svakog dana.

Većina tih stvari ne može se promijeniti iz sigurnosnih razloga, ali rasvjeta može. A rasvjeta unutar prostorija za posadu, gdje će se eksperiment odvijati, mora biti praktična i funkcionalna ali ima i više prostora za estetsku prilagodbu nego što bi bilo na drugim dijelovima stanica.

Dakle, sustav cirkadijanske rasvjete ne simulira potpuno isti ciklus izlaska – sjanja – zalaska sunca svaki dan. Nekim jutrima vidjet ćemo prigušeniji, prigušeniji skup boja, dok će druga jutra vidjeti blistave, prekrasne nijanse. Ta je varijabilnost zapravo privlačnija od ponavljanja istog obrasca svaki dan, čak i ako su neki dani ugodniji od drugih.

"Ono što stvarno trebate da razbijete monotoniju nije nužno dobra stimulacija ili ugodna stimulacija, to je samo stimulacija", rekao je Aristotelis. "Ako je 100 dana bila umjerena temperatura, siguran sam da bi hladan dan bio prilično ugodan."

Mala intervencija, veliki učinak

Cilj je da lampa, koja će biti instalirana u Mogensenovim prostorijama za posadu, pomogne da bolje spava noću i da se budi s više energije. Uz testiranje na ISS-u, na Zemlji će se provesti i eksperiment kako bi se ispitala učinkovitost sustava.

Ako su rezultati obećavajući, ovaj bi pristup mogao pomoći u poboljšanju svakodnevnog života astronauta uz minimalne troškove. Naravno, bilo bi lijepo imati više prostora i privatnosti, ali to nije praktički ostvarivo bez trošenja ogromnih iznosa za proširenje postaje. Ali ugradnja svjetala je relativno jednostavna.

"Povrat ulaganja u smislu dobrobiti je vrlo visok", rekao je Aristotelis. “Pogotovo zato što je san tako divan mehanizam ljudskog tijela.”

Također se mogu izvršiti prilagodbe kako bi se omogućilo astronautima da navečer imaju slobodno vrijeme za zadatke poput pozivanje obitelji ili prijatelja ili rad na osobnim projektima, trajanje simuliranog zalaska sunca je proširena. Dok zalazak sunca na Zemlji općenito traje oko 20 minuta, na ISS-u sustav osvjetljenja produžit će to razdoblje po potrebi prije nego što astronaut ode u krevet.

Postoje i buduće ideje da se sustav učini još dinamičnijim. Trenutačno lampa kruži kroz različite unaprijed postavljene uzorke kako bi dala neke dnevne varijacije. Ali budući sustavi mogli bi biti dizajnirani tako da reagiraju na uvjete okoline, kao što je promjena uvjeta osvjetljenja kada je količina zračenja izvan stanice velika. Integriranjem rasvjete zajedno s drugim senzornim modalitetima poput zvuka i mirisa moglo bi se stvoriti dinamičnije okruženje koje zapravo informira astronaute o situaciji oko njih.

“Zamislite da su postojali zvučnici koji su činili vjetrovito ako je puno zračenja pogađalo stanište. Zatim biste upotrijebili jedno od svojih intuitivnih osjetila da shvatite da postoji nešto od čega se trebate zaštititi,” rekao je Aristotelis. "Tamo bismo htjeli ići, tako da svjetlost nije nasumična, zapravo je informirana iz okoline."

Osvjetljenje svemirske postaje i šire

Dizajniranje za dobrobit astronauta važno je za ISS, ali bit će još važnije za dugotrajne svemirske misije izvan Zemljine orbite. S planovima da uskoro pošalje NASA-ine astronaute u višemjesečne misije na Mjesecu i dugoročnije vizije za istraživanje, pa čak i naseljavanje na drugim planetima, morat ćemo pronaći načine da ponovno stvorimo uvjete slične Zemljinim kako bi istraživači bili udobni i radili na svom najbolje.

To znači da dizajn prostora ne može uzeti u obzir samo praktične potrebe za hranom i vodom, već će morati uzeti u obzir i ljudske potrebe za raznolikošću, udobnošću i interesom. Mnoge stvari koje su nam potrebne za istraživanje zvijezda iste su stvari koje uzimamo zdravo za gotovo u našem kućnom okruženju.

"Sviđa mi se to kod dizajniranja za ljude u svemiru", rekao je Aristotelis. “Čovjek je isti čovjek na Zemlji kao iu svemiru. Trebamo istu količinu poticaja.”

Preporuke urednika

• Pogledajte NASA-in novi solarni niz kako se razvija na svemirskoj postaji
• Svemirski brod SpaceX Dragon nosi puno svježeg voća na ISS
• Na svemirskoj stanici opet je gužva
• Četiri astronauta svemirske stanice upravo su 'probali' Crew Dragon
• Kako gledati SpaceX-ovu svemirsku letjelicu na vrlo kratkom putu u subotu