Vai atslēga dzīvei kosmosā varētu būt... laba apgaismojuma sistēma?

Starp laiku, ko lielākā daļa no mums pavada, skatoties uz ekrāniem, vajadzību ielikt tik daudz dienā un Lielākajai daļai mājokļu dizains nodrošina spilgtu mākslīgo apgaismojumu, nav viegli iejusties veselīgā miegā rutīna. Bet, ja jūs domājat, ka uz Zemes to ir grūti izdarīt, iedomājieties, cik daudz grūtāk ir labi izgulēties kosmosā.

Starptautiskās kosmosa stacijas (SKS) astronautiem ir jātiek galā ar rutīnu, kas pilnībā atvienota no Saules lecot un rietot, kā arī tikt galā ar tādām unikālām vides problēmām kā zema gravitācija un stingri ieslodzījums. Pētījumi liecina ka astronauti cīnās, lai iegūtu pietiekami daudz labas kvalitātes miega, kas var izraisīt gan veselības problēmas, gan samazināt darba efektivitāti.

Lielākā daļa darbu, kas tiek veikts, lai veicinātu astronautu veselību, ir vērsts uz fiziskām aktivitātēm, piemēram, vingrinājumiem, lai tos novērstu muskuļu novājēšanu vai plānošanas ierobežojumus, piemēram, pārliecināšanos, ka viņiem ir brīvs laiks no aizņemtās darba slodzes līdz atpūsties. Ilgu laiku vide, kurā dzīvoja un strādāja astronauti, tika veidota, ņemot vērā tīri pragmatiskus apsvērumus, un estētikai bija maz vietas. Bet tagad mēs sākam domāt par to, kā dizains var palīdzēt astronautiem būt laimīgākiem un veselīgākiem.

Būtu pārmērīgi dārgi paplašināt vai radikāli mainīt SKS telpas, taču viena ideja, kas palīdzētu astronautiem atpūsties un strādāt labāk, ir šķietami vienkārša: vienkārši mainiet apgaismojumu. Tas ir dāņu arhitektu grupas eksperimenta mērķis, kas sūta uz SKS testēšanai jaunu apgaismojuma sistēmu, cerot, ka tā var uzlabot astronautu miegu un garastāvokli. Mēs runājām ar vadošo arhitektu Sebastianu Aristoteli no SAGA, lai uzzinātu vairāk.

Vides loma

Cilvēka ķermeņa diennakts ritmu galvenokārt nosaka gaismas daudzums, kam mēs esam pakļauti, jo mūsu ķermeņi uztver spilgtas gaismas klātbūtni kā signālu pamosties un tās neesamību kā signālu, lai aizmigtu. Tāpēc organizācijām patīk CDC ieteikt cilvēkiem pirms gulētiešanas neskatīties uz spilgti zilas gaismas avotiem, piemēram, tālruņa ekrāniem, un īsi pēc pamošanās nodrošināt apgaismojumu, lai palīdzētu mums sākt dienu.

Tas palīdz iestatīt iekšējos bioloģiskos ritmus, kas ir svarīgi visam, sākot no hormonu ražošanas līdz smadzeņu darbībai. Taču mākslīgā apgaismojuma klātbūtne izmaina šo sistēmu, mainot diennakts ritmus un veicina miega problēmas.

Tā ir vēl lielāka problēma astronautiem, kuriem jau ir jācīnās ar miega problēmām un kuri ir ziņojuši, ka guļ tik maz piecas vai sešas stundas par nakti, daudz mazāk par astoņām līdz 10 stundām, kas ieteicamas pieaugušajiem. Pašreizējā kosmosa stacijas apgaismojuma sistēma ļauj astronautiem veikt dažus pielāgojumus, pamatojoties uz viņu vajadzībām, taču tas ir ļoti daudz funkcionāla sistēma, kas izstrādāta, lai nodrošinātu pietiekamu apgaismojumu darbam, nevis tā, lai veicinātu veselīgu miegu modeļiem.

Dānijas dizaina firma SAGA ir strādājusi pie tā, lai apvienotu savas zināšanas par cilvēku orientētu dizainu ar pieredzi dizains kosmosa misijām izveidot apgaismojuma sistēmu ar nosaukumu Circadian Light, kas tiks nosūtīta uz SKS šovasar pārbaudīja dāņu astronauts Andreass Mogensens, kad viņš tur ierodas sešu mēnešu misijā vēlāk gadā.

Monotonijas problēma

Apgaismojuma projektēšanas principi atbilstoši diennakts ritmiem ir labi saprotami: daudz spilgtas gaismas ieskaitot zilus viļņu garumus no rīta un blāvāku apgaismojumu bez zila viļņa garuma vakaros. Izlemjot, kādi gaismas veidi būtu visizdevīgākie, dizaineri smēlušies iedvesmu tieši no dabas. Viņu izstrādātajai lampai ir trīs dažādas virsmas, kas izstaro gaismu dažādos viļņu garumos un intensitātē, lai atdarinātu gaismas kvalitātes izmaiņas, kas novērotas visas dienas garumā uz Zemes.

Tas nozīmē, ka pastāv iespēja mainīt telpas sajūtu. "Gaisma ir vispieejamākais veids, kā mainīt visas telpas izskatu," sacīja Aristotelis. "Jūs saņemat daudz naudas, mainot apgaismojumu."

Tomēr apgaismojumam ir potenciāls darīt daudz vairāk, nekā tikai paspilgtināt un aptumšot, lai signalizētu par pamošanos un gulēšanu. Grūti iedomāties, taču viena no lielākajām psiholoģiskajām problēmām, ar ko jāsastopas astronautiem, ir garlaicība. Vides vienmuļība ir nerimstoša, un tādi faktori kā pieejamais ēdiens, temperatūra, apgaismojums un gaisa kvalitāte saglabājas nemainīgi nedēļām un mēnešiem. Parasti astronauti ir sajūsmā un sajūsmā, atrodoties kosmosā savas misijas pirmajās nedēļās vai mēnešos, taču drīz vien katras dienas vienādība sāk nolietoties.

Lielāko daļu no šīm lietām nevar mainīt drošības apsvērumu dēļ, bet apgaismojumu var mainīt. Un apgaismojumam apkalpes telpās, kur notiks eksperiments, ir jābūt praktiskam un funkcionālam taču ir arī vairāk vietas, lai to pielāgotu estētikai, nekā tas būtu citās daļās stacija.

Tādējādi diennakts apgaismojuma sistēma katru dienu nemitē tieši to pašu saullēkta – saules staru – saulrieta ciklu. Dažos rītos būs redzamas blāvākas, klusinātākas krāsas, savukārt citos rītos būs redzami kvēlojoši, skaisti toņi. Šī mainīgums patiesībā ir saistošāks nekā tas pats modelis atkārtojas katru dienu, pat ja dažas dienas ir patīkamākas nekā citas.

"Tas, kas jums patiešām nepieciešams, lai pārtrauktu monotoniju, ne vienmēr ir laba stimulācija vai ērta stimulācija, tā ir tikai stimulēšana," sacīja Aristotelis. "Ja tā ir bijusi mērena temperatūra 100 dienas, esmu pārliecināts, ka auksta diena patiešām būtu diezgan jauka."

Maza iejaukšanās, liela ietekme

Mērķis ir, lai lampa, kas tiks uzstādīta Mogensena apkalpes telpās, palīdzētu viņam gan labāk gulēt naktī, gan pamosties ar lielāku enerģiju. Līdztekus ISS pārbaudei uz Zemes tiks veikts eksperiments, lai pārbaudītu arī sistēmas efektivitāti.

Ja rezultāti ir daudzsološi, šī pieeja varētu palīdzēt uzlabot astronautu ikdienas dzīvi tikai ar minimālām izmaksām. Protams, būtu jauki, ja būtu vairāk vietas un privātuma, taču tas nav praktiski sasniedzams, netērējot milzīgas summas stacijas paplašināšanai. Bet lukturu uzstādīšana ir salīdzinoši viegli izdarāma.

"Investīciju atdeve labklājības ziņā ir ļoti augsta," sacīja Aristotelis. "Īpaši tāpēc, ka miegs ir tik brīnišķīgs cilvēka ķermeņa mehānisms."

Var veikt arī pielāgojumus, lai astronautiem vakaros būtu brīvs laiks tādiem uzdevumiem kā sazvanot ģimeni vai draugus vai strādājot pie personīgiem projektiem, simulētā saulrieta ilgums ir pagarināts. Lai gan saulriets uz Zemes parasti ilgst aptuveni 20 minūtes, SKS apgaismojuma sistēma pagarinās šo periodu pēc vajadzības, pirms astronauts dosies gulēt.

Ir nākotnes idejas, kā padarīt sistēmu vēl dinamiskāku. Pašlaik lampa cikliski darbojas, izmantojot dažādus iepriekš iestatītus modeļus, lai nodrošinātu ikdienas izmaiņas. Taču nākotnes sistēmas varētu būt izstrādātas, lai reaģētu uz vides apstākļiem, piemēram, mainītu apgaismojuma apstākļus, ja starojuma daudzums ārpus stacijas ir augsts. Integrējot apgaismojumu kopā ar citām maņu modalitātēm, piemēram, skaņu un smaržu, varētu izveidot dinamiskāku vidi, kas faktiski informē astronautus par situāciju ap tiem.

“Iedomājieties, ka bija skaļruņi, kas lika klausīties vējainu, ja biotopu skāra daudz starojuma. Tad jūs izmantotu vienu no savām intuitīvajām maņām, lai saprastu, ka ir kaut kas, no kā jums ir jāaizsargājas," sacīja Aristotelis. "Tieši tur mēs vēlētos doties, tāpēc gaisma nav nejauša, to faktiski informē vide."

Kosmosa stacijas apgaismojums un ārpus tās

Projektēšana astronautu labklājībai ir svarīga SKS, taču tā būs vēl svarīgāka ilgstošām kosmosa misijām ārpus Zemes orbītas. Ar plāniem drīzumā nosūtīt NASA astronautus uz mēnešiem ilgām misijām uz pavadoņiem un ilgtermiņa vīzijām, lai izpētītu un pat apmestos. uz citām planētām mums būs jāatrod veidi, kā atjaunot Zemei līdzīgus apstākļus, lai pētnieki varētu justies ērti un darboties labākais.

Tas nozīmē, ka telpas dizainā var ņemt vērā ne tikai praktiskās pārtikas un ūdens vajadzības, bet arī cilvēku vajadzības pēc dažādības, komforta un intereses. Daudzas lietas, kas mums vajadzīgas, lai izpētītu zvaigznes, ir tās pašas lietas, kuras mēs uzskatām par pašsaprotamām mūsu mājas vidē.

"Man patīk projektēšana cilvēkiem kosmosā," sacīja Aristotelis. “Cilvēks uz Zemes ir tāds pats cilvēks kā kosmosā. Mums vajag tikpat daudz stimulu.

Redaktoru ieteikumi

• Skatieties, kā kosmosa stacijā atklājas NASA jaunais saules bloks
• Kosmosa kuģis SpaceX Dragon ved uz SKS daudz svaigu augļu
• Kosmosa stacija atkal kļūst pārpildīta
• Četras kosmosa stacijas astronauti tikko aizveda Crew Dragon "izgriezties"
• Kā skatīties, kā SpaceX kosmosa kuģis sestdien dodas ļoti īsā ceļojumā