Mohol by byť kľúčom k životu vo vesmíre... dobrý systém osvetlenia?

Medzi množstvom času, ktorý väčšina z nás trávi pozeraním na obrazovky, potrebou zbaliť si toľko vecí do jedného dňa a dizajn väčšiny krytov, ktoré poskytujú jasné umelé osvetlenie, nie je ľahké usadiť sa v zdravom spánku rutina. Ale ak si myslíte, že na Zemi je to ťažké, predstavte si, o koľko ťažšie je vo vesmíre sa dobre vyspať.

Astronauti na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) sa musia vysporiadať s rutinou, ktorá je úplne odpojená od východ a západ slnka, ako aj zvládanie jedinečných environmentálnych výziev, ako je nízka gravitácia a prísnosť uväznenie. Štúdie ukazujú že astronauti majú problémy s dostatkom kvalitného spánku, čo môže viesť k zdravotným problémom a zníženiu efektivity ich práce.

Väčšina práce vykonanej na podporu zdravia astronautov sa zameriava na fyzické aktivity, ako je cvičenie na prevenciu úbytok svalov alebo obmedzenia v plánovaní, ako je uistenie sa, že majú voľno od svojej rušnej pracovnej záťaže relaxovať. Prostredie, v ktorom astronauti žili a pracovali, bolo dlho navrhnuté s čisto pragmatickými úvahami, s malým priestorom pre estetiku. Teraz však začíname premýšľať o tom, ako môže dizajn pomôcť astronautom byť šťastnejšími a zdravšími.

Bolo by neúmerne drahé rozšíriť alebo radikálne zmeniť priestory ISS, ale jeden nápad, ako pomôcť astronautom lepšie odpočívať a pracovať, je zdanlivo jednoduchý: stačí zmeniť osvetlenie. To je cieľom experimentu skupiny dánskych architektov, ktorí posielajú nový osvetľovací systém na ISS na testovanie s nádejou, že môže zlepšiť spánok a náladu astronautov. Hovorili sme s vedúcim architektom Sebastianom Aristotelisom zo SAGA, aby sme sa dozvedeli viac.

Úloha životného prostredia

Cirkadiánny rytmus ľudského tela je primárne určený množstvom svetla, ktorému sme vystavení, pretože naše telá berú prítomnosť jasného svetla ako signál na prebudenie a jeho absenciu ako podnet na spánok. Preto organizácie ako napr CDC radiť ľuďom, aby sa pred spaním nepozerali na zdroje jasného modrého svetla, ako sú obrazovky telefónov, a aby sa ubezpečili, že si krátko po prebudení zasvietia, aby nám pomohli začať deň.

To pomáha nastaviť vnútorné biologické rytmy, ktoré sú dôležité pre všetko od produkcie hormónov až po mozgovú aktivitu. Prítomnosť umelého svetla však tento systém prevracia, mení cirkadiánne rytmy a prispieva k problémom so spánkom.

To je ešte horší problém pre astronautov, ktorí už teraz musia riešiť problémy so spánkom a hlásili, že spia tak málo päť alebo šesť hodín za noc, oveľa menej ako osem až desať hodín odporúčaných pre dospelých. Súčasný systém osvetlenia na vesmírnej stanici umožňuje astronautom určité úpravy podľa ich potrieb, ale je to veľmi Funkčný systém navrhnutý tak, aby poskytoval dostatok svetla na prácu, a nie je navrhnutý tak, aby podporoval zdravý spánok vzory.

Dánska dizajnérska firma SAGA pracuje na spojení svojich vedomostí o dizajne zameranom na človeka so skúsenosťami v dizajn pre vesmírne misie vytvoriť osvetľovací systém s názvom Circadian Light, ktorý bude vyslaný na ISS toto leto testovaný dánskym astronautom Andreasom Mogensenom, keď tam neskôr príde na šesťmesačnú misiu rok.

Problém monotónnosti

Princípy navrhovania osvetlenia okolo cirkadiánnych rytmov sú dobre pochopené: veľa jasného svetla vrátane modrých vlnových dĺžok ráno a tlmenejšieho osvetlenia bez modrých vlnových dĺžok vo večerných hodinách. Dizajnéri sa pri rozhodovaní o tom, aké typy svetla im najviac prospejú, inšpirovali priamo prírodou. Lampa, ktorú vyvinuli, má tri rôzne strany, ktoré vyžarujú svetlo s rôznymi vlnovými dĺžkami a intenzitou, aby napodobňovali zmeny v kvalite svetla, ktoré vidíme počas dňa na Zemi.

To znamená, že existuje potenciál zmeniť dojem z miestnosti. „Svetlo je najdostupnejší spôsob, ako zmeniť vzhľad celej miestnosti,“ povedal Aristotelis. "Dostanete veľa peňazí, pokiaľ ide o zmenu svetla."

Osvetlenie má však potenciál urobiť oveľa viac, než len rozjasniť a stlmiť, aby signalizovalo prebudenie a spánok. Je ťažké si to predstaviť, ale jednou z veľkých psychologických výziev, ktorým musia astronauti čeliť, je nuda. Monotónnosť prostredia je neúprosná, pričom faktory ako dostupné jedlo, teplota, osvetlenie a kvalita vzduchu zostávajú konzistentné celé týždne a mesiace. Je bežné, že astronauti sú nadšení a nadšení z toho, že sú vo vesmíre počas prvých týždňov alebo mesiacov svojej misie, ale čoskoro sa začne nosiť to isté každý deň.

Väčšinu z týchto vecí nie je možné z bezpečnostných dôvodov zmeniť, ale osvetlenie áno. A osvetlenie v priestoroch posádky, kde bude experiment prebiehať, musí byť praktické a funkčné ale je tu tiež viac priestoru na úpravu z hľadiska estetiky, ako by bolo na iných častiach stanica.

Takže systém cirkadiánneho osvetlenia nesimuluje každý deň presne ten istý cyklus východ – slnečný svit – západ slnka. Niektoré rána budú vidieť tlmenejšie, tlmenejšie farby, zatiaľ čo iné rána budú vidieť žiarivé, krásne odtiene. Táto variabilita je v skutočnosti pútavejšia, ako keby sa každý deň opakoval rovnaký vzorec, aj keď niektoré dni sú príjemnejšie ako iné.

"To, čo skutočne potrebujete na prelomenie monotónnosti, nie je nevyhnutne dobrá stimulácia alebo pohodlná stimulácia, je to len stimulácia," povedal Aristotelis. "Ak by bola mierna teplota 100 dní, som si istý, že chladný deň by bol v skutočnosti celkom pekný."

Malý zásah, veľký vplyv

Cieľom je, aby lampa, ktorá bude inštalovaná v Mogensenovej ubytovni pre posádku, mu pomohla lepšie spať v noci a prebúdzať sa s väčšou energiou. Popri teste na ISS sa na Zemi uskutoční aj experiment, aby sa otestovala aj účinnosť systému.

Ak sú výsledky sľubné, tento prístup by mohol pomôcť zlepšiť každodenný život astronautov len s minimálnymi nákladmi. Iste, viac priestoru a súkromia by bolo pekné, ale to sa prakticky nedá dosiahnuť bez vynaloženia obrovských súm na rozšírenie stanice. Ale inštalácia svetiel je pomerne jednoduchá.

„Návratnosť investícií, pokiaľ ide o blahobyt, je veľmi vysoká,“ povedal Aristotelis. "Najmä preto, že spánok je taký úžasný mechanizmus ľudského tela."

Je možné vykonať aj úpravy tak, aby astronauti mohli mať večer voľný čas na úlohy, ako napr volanie rodiny alebo priateľov alebo práca na osobných projektoch, trvanie simulovaného západu slnka je predĺžený. Zatiaľ čo západ slnka na Zemi zvyčajne trvá približne 20 minút, na ISS osvetľovací systém túto dobu podľa potreby predĺži, kým sa astronaut uloží do postele.

Existujú nápady do budúcnosti, aby bol systém ešte dynamickejší. V súčasnosti lampa cyklicky prechádza rôznymi prednastavenými vzormi, aby poskytla určitú dennú variáciu. Ale budúce systémy by mohli byť navrhnuté tak, aby reagovali na podmienky prostredia, ako je zmena svetelných podmienok, keď je množstvo žiarenia mimo stanice vysoké. Integráciou osvetlenia spolu s ďalšími zmyslovými modalitami, ako je zvuk a vôňa, by sa mohlo vytvoriť dynamickejšie prostredie, ktoré v skutočnosti informuje astronautov o situácii okolo nich.

„Predstavte si, že tam boli reproduktory, vďaka ktorým to znelo veterno, ak biotop zasiahlo veľa žiarenia. Potom by ste použili jeden zo svojich intuitívnych zmyslov, aby ste pochopili, že existuje niečo, pred čím sa musíte chrániť,“ povedal Aristotelis. "Tam by sme chceli ísť, takže svetlo nie je náhodné, je v skutočnosti informované prostredím."

Osvetlenie vesmírnej stanice a mimo nej

Dizajn pre blaho astronautov je dôležitý pre ISS, ale ešte dôležitejší bude pre dlhodobé vesmírne misie mimo obežnej dráhy Zeme. S plánmi čoskoro vyslať astronautov NASA na niekoľkomesačné misie na mesiace a dlhodobejšie vízie na prieskum a dokonca aj usadenie sa na iných planétach budeme musieť nájsť spôsoby, ako znovu vytvoriť podmienky podobné Zemi, aby sa prieskumníci cítili pohodlne a hrali podľa svojich predstáv. najlepšie.

To znamená, že priestorový dizajn nemôže brať do úvahy len praktické potreby jedla a vody, ale bude musieť brať do úvahy aj ľudské potreby rozmanitosti, pohodlia a záujmu. Mnohé z vecí, ktoré potrebujeme na objavovanie hviezd, sú tie isté veci, ktoré v našom domácom prostredí považujeme za samozrejmosť.

„Milujem to na navrhovaní pre ľudí vo vesmíre,“ povedal Aristotelis. „Človek je rovnaký človek na Zemi ako vo vesmíre. Potrebujeme rovnaké množstvo podnetov.“

Odporúčania redaktorov

• Sledujte, ako sa na vesmírnej stanici rozvinie nové solárne pole NASA
• Vesmírna loď SpaceX Dragon nesie na ISS veľa čerstvého ovocia
• Vesmírna stanica je opäť preplnená
• Štyria astronauti vesmírnej stanice si vzali Crew Dragon „na otočku“
• Ako sledovať, ako sa kozmická loď SpaceX vydá v sobotu na veľmi krátky výlet