האם המפתח לחיים בחלל יכול להיות... מערכת תאורה טובה?

בין כמות הזמן שרובנו מבלים בהסתכלות על מסכים, הצורך לארוז כל כך הרבה ביום, לבין העיצוב של רוב הדירות מספק אורות מלאכותיים בהירים, זו עבודה לא קלה להתמקם בשינה בריאה שגרה. אבל אם אתה חושב שקשה לעשות את זה על כדור הארץ, תאר לעצמך כמה קשה יותר לישון טוב בחלל.

האסטרונאוטים בתחנת החלל הבינלאומית (ISS) נאלצים להתמודד עם שגרה מנותקת לחלוטין זריחת השמש ושקיעתה, כמו גם טיפול באתגרים סביבתיים ייחודיים כמו כוח משיכה נמוך וקפדני כליאה. מחקרים מראים שאסטרונאוטים נאבקים כדי לישון מספיק באיכות טובה, מה שעלול להוביל הן לבעיות בריאות והן ליעילות מופחתת בעבודתם.

רוב העבודה הנעשית לקידום בריאות האסטרונאוט מתמקדת בפעילויות גופניות כמו פעילות גופנית למניעה בזבוז שרירים או אילוצי תזמון כמו לוודא שיש להם חופש מעומס העבודה העמוס שלהם לְהִרָגַע. במשך זמן רב, הסביבה בה חיו ועבדו האסטרונאוטים תוכננה מתוך מחשבה על שיקולים פרגמטיים בלבד, עם מעט מקום לאסתטיקה. אבל עכשיו, אנחנו מתחילים לחשוב איך עיצוב יכול לעזור לאסטרונאוטים להיות מאושרים ובריאים יותר.

זה יהיה יקר מאוד להרחיב או לשנות באופן קיצוני את החללים של ה-ISS, אבל רעיון אחד לעזור לאסטרונאוטים לנוח ולעבוד טוב יותר הוא רעיון פשוט לכאורה: פשוט לשנות את התאורה. זו המטרה של ניסוי של קבוצת אדריכלים דנים ששולחים מערכת תאורה חדשה ל-ISS לבדיקה, בתקווה שזה יכול לשפר את השינה ואת מצב הרוח של האסטרונאוטים. דיברנו עם האדריכל הראשי סבסטיאן אריסטוטליס מ-SAGA כדי ללמוד עוד.

תפקיד הסביבה

הקצב הצירקדי של גוף האדם נקבע בעיקר על ידי כמות האור שאנו נחשפים אליו, מכיוון שהגוף שלנו לוקח את נוכחות האור הבהיר כאות להתעורר ואת היעדרו כרמז לשינה. זו הסיבה שארגונים כמו ה CDC לייעץ לאנשים להימנע מלהסתכל על מקורות של אור כחול בוהק כמו מסכי טלפון לפני השינה ולהקפיד לקבל קצת אור זמן קצר לאחר היקיצה כדי לעזור לנו להתחיל את היום.

זה עוזר לקבוע מקצבים ביולוגיים פנימיים שחשובים לכל דבר, מייצור הורמונים ועד לפעילות המוח. אבל הנוכחות של אור מלאכותי מעלה את המערכת הזו, משנה את המקצבים הצירקדיים ו תורם לבעיות שינה.

זו בעיה חמורה עוד יותר עבור אסטרונאוטים, שכבר נאלצים להתמודד עם בעיות שינה ודיווחו שישנים רק חמש או שש שעות ללילה, הרבה פחות משמונה עד 10 השעות המומלצות למבוגרים. מערכת התאורה הנוכחית בתחנת החלל מאפשרת התאמות מסוימות על ידי האסטרונאוטים בהתבסס על הצרכים שלהם, אבל היא מאוד הרבה מערכת פונקציונלית שתוכננה סביב מתן אור מתאים לעבודה במקום להיות מתוכננת לקדם שינה בריאה דפוסים.

חברת העיצוב הדנית SAGA עבדה על שילוב הידע שלה בעיצוב ממוקד באדם עם ניסיון בתחום עיצוב למשימות חלל ליצור מערכת תאורה בשם Circadian Light, שתישלח ל-ISS בקיץ הקרוב נבדק על ידי האסטרונאוט הדני אנדראס מוגנסן כאשר הוא מגיע לשם למשימה של שישה חודשים מאוחר יותר שָׁנָה.

בעיית המונוטוניות

העקרונות של עיצוב תאורה סביב מקצבים צירקדיים מובנים היטב: הרבה אור בהיר כולל אורכי גל כחולים בבוקר, ותאורה עמומה ללא אורכי גל כחולים בערבים. המעצבים לקחו את השראתם ישירות מהטבע כשהם החליטו אילו סוגי אור יהיו המועילים ביותר. למנורה שהם פיתחו יש שלושה פנים שונים אשר פולטים אור באורכי גל ובעוצמות שונות כדי לחקות את השינויים באיכות האור הנראים לאורך היום על פני כדור הארץ.

זה אומר שיש שם פוטנציאל לשנות את התחושה של החדר. "אור הוא הדרך הנגישה ביותר לשנות את המראה של חדר שלם", אמר אריסטוטליס. "אתה מקבל הרבה כסף עבור הכסף במונחים של שינוי האור."

לתאורה יש פוטנציאל לעשות הרבה יותר מאשר רק להאיר ולעמעם כדי לאותת על יקיצה ושינה. קשה לדמיין, אבל אחד האתגרים הפסיכולוגיים הגדולים שאיתם נאלצים אסטרונאוטים להתמודד הוא השעמום. המונוטוניות של הסביבה היא בלתי פוסקת, כאשר גורמים כמו המזון הזמין, הטמפרטורה, התאורה ואיכות האוויר נשארים עקביים במשך שבועות וחודשים בכל פעם. זה נפוץ שאסטרונאוטים נרגשים ונרגשים להיות בחלל בשבועות או החודשים הראשונים של משימתם, אבל עד מהרה מתחילה היחוד של כל יום להישחק.

רוב הדברים האלה לא ניתנים לשינוי מטעמי בטיחות, אבל תאורה כן. ותאורה בתוך מגורי הצוות, שבהם יהיה הניסוי, אכן צריכה להיות מעשית ופונקציונלית אבל יש גם יותר מקום להתאים אותו לאסתטיקה מאשר בחלקים אחרים של תַחֲנָה.

כך שמערכת התאורה הצירקדית לא מדמה את אותו מחזור זריחה - שמש - שקיעה בדיוק בכל יום. חלק מהבקרים יראו סט צבעים עמום ומושתק יותר, בעוד שבקרים אחרים יראו גוונים בוהטים ויפים. השונות הזו למעשה מרתקת יותר מאשר לחזור על אותו דפוס בכל יום, גם אם ימים מסוימים נעימים יותר מאחרים.

"מה שאתה באמת צריך כדי לשבור את המונוטוניות הוא לא בהכרח גירוי טוב או גירוי נוח, זה רק גירוי", אמר אריסטוטליס. "אם הייתה טמפרטורה מתונה במשך 100 ימים, אני בטוח שיום קר יהיה די נחמד".

התערבות קטנה, השפעה גדולה

המטרה היא שהמנורה, שתותקן במגורי הצוות של מוגנסן, תעזור לו גם לישון טוב יותר בלילה וגם להתעורר עם יותר אנרגיה. לצד הבדיקה ב-ISS, יתבצע ניסוי בכדור הארץ כדי לבדוק גם את יעילות המערכת.

אם התוצאות מבטיחות, גישה זו יכולה לעזור לשפר את חיי היום-יום של האסטרונאוטים בעלות מינימלית בלבד. בטח, יש יותר מקום ופרטיות יהיה נחמד, אבל זה לא ניתן לביצוע מבלי להוציא סכומי עתק כדי להרחיב את התחנה. אבל התקנת אורות נעשית בקלות יחסית.

"ההחזר על ההשקעה במונחים של רווחה הוא גבוה מאוד", אמר אריסטוטליס. "במיוחד בגלל ששינה היא מנגנון כל כך נפלא של גוף האדם."

ניתן גם לבצע התאמות כדי לאפשר לאסטרונאוטים זמן פנוי בערבים למשימות כמו להתקשר למשפחה או לחברים או לעבוד על פרויקטים אישיים, משך השקיעה המדומה הוא מורחב. בעוד ששקיעה על פני כדור הארץ נמשכת בדרך כלל בסביבות 20 דקות, ב-ISS מערכת התאורה תאריך פרק זמן זה לפי הצורך לפני שהאסטרונאוט הולך לישון.

יש גם רעיונות עתידיים להפוך את המערכת לדינמית עוד יותר. נכון לעכשיו, המנורה עוברת דרך דפוסים מוגדרים מראש כדי לתת וריאציה יומיומית. אבל מערכות עתידיות יכולות להיות מתוכננות כך שיגיבו לתנאי הסביבה, כמו שינוי תנאי התאורה כאשר כמות הקרינה מחוץ לתחנה גבוהה. על ידי שילוב תאורה יחד עם אופנים חושיים אחרים כמו צליל וריח, ניתן ליצור סביבה דינמית יותר אשר למעשה מודיעה לאסטרונאוטים על המצב סביבם.

"תארו לעצמכם שהיו רמקולים שגרמו לזה להישמע סוער אם הייתה הרבה קרינה שפוגעת בבית הגידול. אז היית משתמש באחד מהחושים האינטואיטיביים שלך כדי להבין שיש משהו שאתה צריך להגן על עצמך מפניו", אמר אריסטוטליס. "לשם היינו רוצים להגיע, אז האור הוא לא אקראי, הוא בעצם מודיע על ידי הסביבה."

תאורה לתחנת החלל ומחוצה לה

תכנון לרווחת האסטרונאוטים חשוב ל-ISS, אבל זה יהיה אפילו חשוב יותר למשימות חלל ארוכות מעבר למסלול כדור הארץ. עם תוכניות לשלוח בקרוב אסטרונאוטים של נאס"א למשימות ארוכות של חודשים על הירחים, וחזיונות ארוכי טווח כדי לחקור ואפילו להתיישב בכוכבי לכת אחרים, נצטרך למצוא דרכים ליצור מחדש תנאים דמויי כדור הארץ כדי שהחוקרים יהיו נוחים ומבצעים הטוב ביותר.

כלומר עיצוב החלל לא יכול להתחשב רק בצרכים המעשיים של מזון ומים, אלא יצטרך לקחת בחשבון גם את הצרכים האנושיים לגיוון, נוחות ועניין. רבים מהדברים שאנו צריכים כדי לחקור את הכוכבים הם אותם הדברים שאנו לוקחים כמובן מאליו בסביבה הביתית שלנו.

"אני אוהב את זה בעיצוב לבני אדם בחלל", אמר אריסטוטליס. "האדם הוא אותו אדם על פני כדור הארץ כפי שהוא בחלל. אנחנו צריכים את אותה כמות של גירויים".

המלצות עורכים

• צפו במערך הסולארי החדש של נאס"א מתפרש על תחנת החלל
• חללית SpaceX Dragon נושאת הרבה פירות טריים ל-ISS
• תחנת החלל שוב הופכת צפופה
• ארבעה אסטרונאוטים של תחנת חלל בדיוק לקחו את Crew Dragon 'לסיבוב'
• איך לצפות בחללית של SpaceX יוצאת לטיול קצר מאוד בשבת