Ali je lahko ključ do življenja v vesolju... dober sistem osvetlitve?

Med količino časa, ki ga večina od nas preživi ob pogledu na zaslone, potrebo po tem, da v dan strpamo toliko stvari, in zasnova večine stanovanj, ki zagotavljajo svetle umetne luči, se ni enostavno usposobiti za zdrav spanec rutina. Toda če mislite, da je to težko narediti na Zemlji, si predstavljajte, koliko težje se je dobro naspati v vesolju.

Astronavti na Mednarodni vesoljski postaji (ISS) se morajo ukvarjati z rutino, ki je popolnoma ločena od vzhajanju in zahodu sonca ter obvladovanju edinstvenih okoljskih izzivov, kot sta nizka gravitacija in stroga zaprtje. Študije kažejo da se astronavti trudijo dobiti dovolj kakovostnega spanca, kar lahko povzroči tako zdravstvene težave kot zmanjšano učinkovitost pri delu.

Večina dela za spodbujanje zdravja astronavtov je osredotočena na telesne dejavnosti, kot je vadba za preprečevanje izguba mišic ali omejitve pri načrtovanju, kot je zagotavljanje časa za prosti čas zaradi naporne delovne obremenitve sprostite se. Dolgo časa je bilo okolje, v katerem so živeli in delali astronavti, zasnovano s povsem pragmatičnimi premisleki, z malo prostora za estetiko. Zdaj pa začenjamo razmišljati o tem, kako lahko dizajn pomaga astronavtom, da so srečnejši in bolj zdravi.

Razširitev ali radikalna sprememba prostorov ISS bi bila pregrešno draga, vendar je ena od idej, ki bi pomagala astronavtom pri počitku in boljšem delu, na videz preprosta: samo spremenite osvetlitev. To je cilj eksperimenta skupine danskih arhitektov, ki pošiljajo nov sistem razsvetljave na ISS v testiranje, v upanju, da lahko izboljša spanje in razpoloženje astronavtov. Pogovarjali smo se z vodilnim arhitektom Sebastianom Aristotelisom iz SAGA, da bi izvedeli več.

Vloga okolja

Cirkadian ritem človeškega telesa določa predvsem količina svetlobe, ki smo ji izpostavljeni, saj naše telo prisotnost močne svetlobe sprejme kot signal za prebujanje, njeno odsotnost pa kot znak za spanje. Zato organizacije, kot je CDC svetuje ljudem, naj se pred spanjem izogibajo gledanju v vire svetlo modre svetlobe, kot so zasloni telefonov, in naj poskrbijo za svetlobo kmalu po tem, ko se zbudijo, da bomo lažje začeli dan.

To pomaga vzpostaviti notranje biološke ritme, ki so pomembni za vse, od proizvodnje hormonov do delovanja možganov. Toda prisotnost umetne svetlobe ogrozi ta sistem, spremeni cirkadiane ritme in prispeva k težavam s spanjem.

To je še hujša težava za astronavte, ki imajo že tako težave s spanjem in poročajo, da spijo le malo. pet ali šest ur na noč, veliko manj kot osem do deset ur, priporočenih za odrasle. Trenutni sistem osvetlitve na vesoljski postaji omogoča astronavtom nekaj prilagoditev glede na njihove potrebe, vendar je zelo bolj funkcionalen sistem, zasnovan tako, da zagotavlja ustrezno svetlobo za delo, namesto da bi bil zasnovan za spodbujanje zdravega spanca vzorcev.

Dansko oblikovalsko podjetje SAGA si prizadeva združiti svoje znanje oblikovanja, osredotočenega na človeka, z izkušnjami na področju oblikovanje za vesoljske misije ustvariti sistem razsvetljave, imenovan Circadian Light, ki bo to poletje poslan na ISS testiral danski astronavt Andreas Mogensen, ko je prispel tja na šestmesečno misijo pozneje v leto.

Problem monotonije

Načela načrtovanja razsvetljave v skladu s cirkadianimi ritmi so dobro znana: veliko svetle svetlobe vključno z modrimi valovnimi dolžinami zjutraj in zatemnjeno osvetlitvijo brez modrih valovnih dolžin zvečer. Oblikovalci so se pri odločanju, katere vrste svetlobe bi bile najbolj koristne, navdihnile neposredno v naravi. Svetilka, ki so jo razvili, ima tri različne ploskve, ki oddajajo svetlobo različnih valovnih dolžin in jakosti, da posnemajo spremembe kakovosti svetlobe, ki jih vidimo čez dan na Zemlji.

To pomeni, da obstaja možnost, da spremenite občutek sobe. "Svetloba je najbolj dostopen način za spreminjanje videza celotne sobe," je dejal Aristotelis. "Za denar dobite veliko denarja v smislu menjave svetlobe."

Razsvetljava pa lahko naredi veliko več kot le osvetlitev in zatemnitev, da signalizira budnost in spanje. Težko si je predstavljati, toda eden od velikih psiholoških izzivov, s katerimi se morajo soočiti astronavti, je dolgčas. Monotonost okolja je neizprosna, pri čemer dejavniki, kot so razpoložljiva hrana, temperatura, osvetlitev in kakovost zraka, ostanejo nespremenjeni več tednov in mesecev. Za astronavte je običajno, da so prvih nekaj tednov ali mesecev svoje misije navdušeni in navdušeni, da so v vesolju, a kmalu se vsak dan začne ponavljati enako.

Večine teh stvari iz varnostnih razlogov ni mogoče spremeniti, razsvetljave pa je mogoče. Razsvetljava v prostorih za posadko, kjer bo eksperiment, mora biti praktična in funkcionalna vendar je tudi več prostora za estetsko prilagoditev, kot bi bilo na drugih delih postaja.

Tako sistem cirkadiane razsvetljave ne simulira popolnoma enakega cikla sončnega vzhoda – sončnega obsevanja – sončnega zahoda vsak dan. Nekatera jutra bodo videli temnejše, bolj utišane barve, medtem ko bodo druga jutra videli žareče, čudovite odtenke. Ta spremenljivost je dejansko bolj privlačna kot če bi se isti vzorec ponavljal vsak dan, tudi če so nekateri dnevi bolj prijetni kot drugi.

"Kar res potrebujete, da razbijete monotonijo, ni nujno dobra stimulacija ali udobna stimulacija, je samo stimulacija," je dejal Aristotelis. "Če je bila 100 dni zmerna temperatura, sem prepričan, da bi bil hladen dan res prijeten."

Majhen poseg, velik učinek

Namen je, da bo svetilka, ki bo nameščena v Mogensenovih prostorih za posadko, pomagala bolje spati ponoči in se zbuditi z več energije. Poleg preizkusa na ISS bodo na Zemlji izvedli tudi poskus, s katerim bodo preverili učinkovitost sistema.

Če so rezultati obetavni, bi lahko ta pristop pomagal izboljšati vsakdanje življenje astronavtov z minimalnimi stroški. Seveda bi bilo lepo imeti več prostora in zasebnosti, vendar to praktično ni mogoče doseči, ne da bi porabili ogromne zneske za razširitev postaje. Toda namestitev luči je relativno enostavna.

"Donosnost naložbe v smislu dobrega počutja je zelo visoka," je dejal Aristotelis. "Še posebej zato, ker je spanje tako čudovit mehanizem človeškega telesa."

Možne so tudi prilagoditve, ki astronavtom omogočajo, da imajo zvečer prosti čas za naloge, kot je pokličete družino ali prijatelje ali delate na osebnih projektih, trajanje simuliranega sončnega zahoda je podaljšan. Medtem ko sončni zahod na Zemlji običajno traja približno 20 minut, bo na ISS sistem osvetlitve to obdobje po potrebi podaljšal, preden bo astronavt odšel spat.

Obstajajo tudi prihodnje ideje, da bi sistem naredili še bolj dinamičen. Trenutno svetilka kroži med različnimi prednastavljenimi vzorci, da daje nekaj dnevnih variacij. Toda prihodnji sistemi bi lahko bili zasnovani tako, da se odzivajo na okoljske pogoje, kot je spreminjanje svetlobnih pogojev, ko je količina sevanja zunaj postaje visoka. Z integracijo osvetlitve skupaj z drugimi senzoričnimi modalitetami, kot sta zvok in vonj, bi lahko ustvarili bolj dinamično okolje, ki astronavte dejansko obvešča o situaciji okoli njih.

»Predstavljajte si, da obstajajo zvočniki, zaradi katerih se sliši vetrovno, če je v habitat prizadelo veliko sevanja. Potem bi uporabili enega od svojih intuitivnih čutov, da bi razumeli, da obstaja nekaj, pred čimer se morate zaščititi,« je dejal Aristotelis. "Tja bi radi prišli, tako da svetloba ni naključna, temveč jo dejansko obvešča okolje."

Osvetlitev vesoljske postaje in naprej

Oblikovanje za dobro počutje astronavtov je pomembno za ISS, vendar bo še bolj pomembno za dolgotrajne vesoljske misije izven Zemljine orbite. Z načrti za kmalu pošiljanje Nasinih astronavtov na večmesečne misije na Lune in dolgoročne vizije za raziskovanje in celo poravnavo na drugih planetih bomo morali poiskati načine za poustvaritev zemeljskih pogojev, da se bodo raziskovalci počutili udobno in delovali na svojih najboljši.

To pomeni, da načrtovanje prostora ne more upoštevati le praktičnih potreb po hrani in vodi, ampak bo moralo upoštevati tudi človeške potrebe po raznolikosti, udobju in zanimivostih. Veliko stvari, ki jih potrebujemo za raziskovanje zvezd, je enakih stvari, ki jih imamo za samoumevne v domačem okolju.

"Všeč mi je to pri oblikovanju za ljudi v vesolju," je dejal Aristotelis. »Človek je enak človek na Zemlji kot v vesolju. Potrebujemo enako količino dražljajev.«

Priporočila urednikov

• Oglejte si, kako se na vesoljski postaji razprostira NASA-in novi sončni niz
• Vesoljska ladja SpaceX Dragon na ISS prevaža veliko svežega sadja
• Na vesoljski postaji je spet gneča
• Štirje astronavti vesoljske postaje so pravkar vzeli Crew Dragon 'za vrtenje'
• Kako opazovati vesoljsko plovilo SpaceX v soboto na zelo kratkem potovanju