Может ли быть ключом к жизни в космосе... хорошая система освещения?

Между количеством времени, которое большинство из нас тратит на просмотр экранов, необходимостью так много упаковать в день и дизайн большинства домов обеспечивает яркое искусственное освещение, нелегко устроиться на здоровый сон рутина. Но если вы думаете, что это сложно сделать на Земле, представьте, насколько сложнее выспаться в космосе.

Астронавтам на Международной космической станции (МКС) приходится иметь дело с рутиной, полностью оторванной от реальности. восхода и захода солнца, а также решение уникальных экологических проблем, таких как низкая гравитация и строгие заключение. Исследования показывают что астронавты изо всех сил пытаются получить достаточное количество сна хорошего качества, что может привести как к проблемам со здоровьем, так и к снижению эффективности их работы.

Большая часть работы, проделанной для укрепления здоровья космонавтов, сосредоточена на физической активности, такой как упражнения для предотвращения истощение мышц или ограничения по расписанию, такие как обеспечение того, чтобы у них было свободное время от их напряженной рабочей нагрузки, чтобы расслабляться. Долгое время среда, в которой жили и работали космонавты, проектировалась с чисто прагматическими соображениями, без эстетики. Но теперь мы начинаем думать о том, как дизайн может помочь космонавтам стать счастливее и здоровее.

Было бы непозволительно дорого расширить или радикально изменить пространство МКС, но одна идея помочь астронавтам лучше отдыхать и работать кажется простой: просто изменить освещение. Это цель эксперимента группы датских архитекторов, которые отправляют новую систему освещения на МКС для испытаний в надежде, что она улучшит сон и настроение астронавтов. Мы поговорили с ведущим архитектором Себастьяном Аристотелисом из SAGA, чтобы узнать больше.

Роль окружающей среды

Циркадный ритм человеческого тела в первую очередь определяется количеством света, которому мы подвергаемся, поскольку наше тело воспринимает присутствие яркого света как сигнал к пробуждению, а его отсутствие — как сигнал ко сну. Вот почему такие организации, как CDC посоветуйте людям не смотреть перед сном на источники яркого синего света, такие как экраны телефонов, и обязательно получать немного света вскоре после пробуждения, чтобы помочь нам начать день.

Это помогает установить внутренние биологические ритмы, которые важны для всего: от выработки гормонов до активности мозга. Но присутствие искусственного света переворачивает эту систему, изменяя циркадные ритмы и способствует проблемам со сном.

Это еще более серьезная проблема для астронавтов, которые уже имеют проблемы со сном и сообщают, что спят всего несколько часов. пять или шесть часов за ночь, что намного меньше восьми-десяти часов, рекомендованных для взрослых. Нынешняя система освещения на космической станции позволяет астронавтам вносить некоторые коррективы в зависимости от их потребностей, но она очень функциональная система, разработанная для обеспечения достаточного освещения для работы, а не для обеспечения здорового сна узоры.

Датская дизайнерская фирма SAGA работает над объединением своих знаний в области дизайна, ориентированного на человека, с опытом в области дизайна. дизайн для космических полетов создать систему освещения под названием Circadian Light, которая будет отправлена ​​на МКС этим летом для протестирован датским астронавтом Андреасом Могенсеном, когда он прибыл туда для шестимесячной миссии позже в год.

Проблема монотонности

Принципы проектирования освещения с учетом циркадных ритмов хорошо понятны: много яркого света включая волны синего цвета утром и более тусклый свет без длин волн синего цвета по вечерам. Дизайнеры черпали вдохновение непосредственно у природы, решая, какие типы света будут наиболее полезными. Лампа, которую они разработали, имеет три разных лица, которые излучают свет с разной длиной волны и интенсивностью, чтобы имитировать изменения качества света, наблюдаемые в течение дня на Земле.

Это означает, что есть потенциал, чтобы изменить ощущение комнаты. «Свет — самый доступный способ изменить внешний вид всей комнаты», — сказал Аристотель. «Вы получаете большую отдачу с точки зрения изменения света».

Освещение может делать гораздо больше, чем просто ярче и тусклее, сигнализируя о пробуждении и сне. Трудно представить, но одна из больших психологических проблем, с которыми приходится сталкиваться астронавтам, — это скука. Монотонность окружающей среды безжалостна: такие факторы, как доступная пища, температура, освещение и качество воздуха, остаются неизменными в течение недель и месяцев. Астронавты обычно взволнованы и взволнованы тем, что находятся в космосе в течение первых нескольких недель или месяцев своей миссии, но вскоре однообразие каждого дня начинает изнашиваться.

Большинство из этих вещей нельзя изменить по соображениям безопасности, но освещение можно. А освещение в каютах экипажа, где будет проходить эксперимент, должно быть практичным и функциональным. но также есть больше возможностей для эстетической корректировки, чем в других частях станция.

Таким образом, система Circadian Lighting не имитирует один и тот же цикл восхода-солнца-захода солнца каждый день. Некоторое утро будет иметь более тусклый, более приглушенный набор цветов, в то время как другое утро увидит сверкающие, красивые оттенки. Эта изменчивость на самом деле более привлекательна, чем повторение одного и того же шаблона каждый день, даже если некоторые дни более приятны, чем другие.

«Что вам действительно нужно, чтобы разрушить монотонность, так это не обязательно хорошая стимуляция или комфортная стимуляция, это просто стимуляция», — сказал Аристотелис. «Если бы в течение 100 дней была умеренная температура, я уверен, что холодный день был бы довольно приятным».

Небольшое вмешательство, большой эффект

Цель состоит в том, чтобы лампа, которая будет установлена ​​в каюте экипажа Могенсена, помогала ему лучше спать ночью и просыпаться с большей энергией. Наряду с испытанием на МКС будет проведен эксперимент на Земле, чтобы проверить эффективность системы.

Если результаты будут многообещающими, этот подход может помочь улучшить повседневную жизнь астронавтов с минимальными затратами. Конечно, было бы неплохо иметь больше места и уединение, но это практически недостижимо, не тратя огромные суммы на расширение станции. Но установка светильников выполняется относительно легко.

«Отдача от инвестиций с точки зрения благополучия очень высока», — сказал Аристотелис. «Особенно потому, что сон — такой замечательный механизм человеческого тела».

Также можно внести коррективы, чтобы у космонавтов было свободное время по вечерам для таких задач, как звоня семье или друзьям или работая над личными проектами, продолжительность имитации заката составляет расширенный. В то время как закат на Земле обычно длится около 20 минут, на МКС система освещения продлит этот период по мере необходимости, прежде чем астронавт ляжет спать.

Есть и будущие идеи, чтобы сделать систему еще более динамичной. В настоящее время лампа циклически повторяет различные предустановленные шаблоны, чтобы обеспечить некоторые ежедневные вариации. Но будущие системы могут быть спроектированы так, чтобы реагировать на условия окружающей среды, например, на изменение условий освещения, когда уровень радиации за пределами станции высок. Интегрируя освещение вместе с другими сенсорными модальностями, такими как звук и запах, можно создать более динамичную среду, которая фактически информирует астронавтов о ситуации вокруг них.

«Представьте, что были динамики, из которых звучал ветер, если на среду обитания попадало много радиации. Затем вы использовали бы одно из своих интуитивных чувств, чтобы понять, что есть что-то, от чего вам нужно защитить себя», — сказал Аристотель. «Вот куда мы хотели бы пойти, чтобы свет не был случайным, он фактически информировался об окружающей среде».

Освещение космической станции и не только

Проектирование для благополучия астронавтов важно для МКС, но еще важнее для длительных космических миссий за пределами околоземной орбиты. С планами вскоре отправить астронавтов НАСА для многомесячных миссий на луны и долгосрочных планов по исследованию и даже поселению. на других планетах нам нужно будет найти способы воссоздать условия, подобные земным, чтобы исследователи чувствовали себя комфортно и работали в своих условиях. лучший.

Это означает, что космический дизайн может учитывать не только практические потребности в еде и воде, но и потребности человека в разнообразии, комфорте и интересе. Многие из вещей, которые нам нужны для исследования звезд, являются теми же самыми вещами, которые мы считаем само собой разумеющимися в нашей домашней обстановке.

«Мне нравится это в дизайне для людей в космосе», — сказал Аристотелис. «Человек такой же человек на Земле, как и в космосе. Нам нужно одинаковое количество стимулов».

Рекомендации редакции

• Посмотрите, как новая солнечная батарея НАСА разворачивается на космической станции
• Космический корабль SpaceX Dragon доставил на МКС много свежих фруктов
• На космической станции снова становится тесно
• Четыре астронавта космической станции только что прокатились на Crew Dragon
• Как посмотреть, как космический корабль SpaceX совершит очень короткое путешествие в субботу