กุญแจสู่การใช้ชีวิตในอวกาศอาจเป็น... ระบบไฟดีไหม?

ระหว่างระยะเวลาที่เราส่วนใหญ่ใช้ดูหน้าจอ ความจำเป็นที่ต้องจัดหนักๆ ในหนึ่งวัน และ การออกแบบที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่ให้แสงประดิษฐ์ที่สว่างไสว ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะนอนหลับอย่างมีสุขภาพ กิจวัตรประจำวัน. แต่ถ้าคุณคิดว่ามันยากที่จะทำอย่างนั้นบนโลก ลองนึกดูว่าการนอนหลับฝันดีในอวกาศนั้นยากแค่ไหน

นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ต้องรับมือกับกิจวัตรประจำวันที่ขาดการเชื่อมต่อโดยสิ้นเชิงจาก การขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ ตลอดจนการจัดการความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมือนใคร เช่น แรงโน้มถ่วงต่ำและเข้มงวด การคุมขัง การศึกษาแสดง นักบินอวกาศต้องดิ้นรนเพื่อให้ได้นอนหลับอย่างมีคุณภาพเพียงพอ ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพและประสิทธิภาพในการทำงานลดลง

งานส่วนใหญ่ที่ทำเพื่อส่งเสริมสุขภาพของนักบินอวกาศนั้นมุ่งเน้นไปที่กิจกรรมทางกาย เช่น การออกกำลังกายเพื่อป้องกัน การสูญเสียกล้ามเนื้อหรือข้อ จำกัด ในการจัดตารางเวลาเช่นการทำให้แน่ใจว่าพวกเขามีเวลาว่างจากภาระงานที่ยุ่งเหยิง ผ่อนคลาย. เป็นเวลานานแล้วที่สภาพแวดล้อมที่นักบินอวกาศอาศัยและทำงานอยู่นั้นได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงการใช้งานจริงเป็นหลัก โดยมีพื้นที่เพียงเล็กน้อยสำหรับความสวยงาม แต่ตอนนี้ เรากำลังเริ่มคิดว่าการออกแบบจะช่วยให้นักบินอวกาศมีความสุขและสุขภาพดีขึ้นได้อย่างไร

การขยายหรือเปลี่ยนแปลงพื้นที่ของสถานีอวกาศนานาชาตินั้นมีราคาแพงอย่างห้ามไม่ได้ แต่แนวคิดหนึ่งที่จะช่วยให้นักบินอวกาศได้พักผ่อนและทำงานได้ดีขึ้นนั้นเป็นแนวคิดที่ดูเหมือนง่าย เพียงแค่เปลี่ยนแสง นั่นคือเป้าหมายของการทดลองโดยกลุ่มสถาปนิกชาวเดนมาร์ก ซึ่งกำลังส่งระบบแสงใหม่ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อทำการทดสอบ โดยหวังว่าจะช่วยปรับปรุงการนอนหลับและอารมณ์ของนักบินอวกาศ เราได้พูดคุยกับ Sebastian Aristotelis สถาปนิกชั้นนำของ SAGA เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม

บทบาทของสิ่งแวดล้อม

จังหวะการทำงานของร่างกายคนเราถูกกำหนดโดยปริมาณแสงที่เราได้รับเป็นหลัก เนื่องจากร่างกายของเรารับแสงจ้าเป็นสัญญาณให้ตื่นขึ้นและขาดหายไปเป็นสัญญาณเข้าสู่การนอนหลับ นั่นเป็นเหตุผลที่องค์กรต่างๆ เช่น CDC แนะนำให้ผู้คนหลีกเลี่ยงการดูแหล่งกำเนิดแสงสีฟ้า เช่น หน้าจอโทรศัพท์ก่อนนอน และให้แน่ใจว่าได้รับแสงหลังจากตื่นนอนไม่นานเพื่อช่วยเราเริ่มต้นวันใหม่

สิ่งนี้ช่วยกำหนดจังหวะทางชีวภาพภายในซึ่งมีความสำคัญต่อทุกสิ่งตั้งแต่การผลิตฮอร์โมนไปจนถึงการทำงานของสมอง แต่การมีอยู่ของแสงประดิษฐ์ทำให้ระบบนี้แย่ลง เปลี่ยนแปลงจังหวะของวันและ มีส่วนทำให้เกิดปัญหาการนอนหลับ.

นี่เป็นปัญหาที่เลวร้ายยิ่งกว่าสำหรับนักบินอวกาศซึ่งต้องรับมือกับปัญหาการนอนอยู่แล้ว และรายงานว่าได้นอนน้อยถึง ห้าหรือหกชั่วโมง ต่อคืนน้อยกว่าแปดถึง 10 ชั่วโมงที่แนะนำสำหรับผู้ใหญ่ ระบบไฟส่องสว่างบนสถานีอวกาศในปัจจุบันช่วยให้นักบินอวกาศสามารถปรับเปลี่ยนบางอย่างได้ตามความต้องการ แต่จริงๆ แล้ว ระบบการทำงานส่วนใหญ่ออกแบบมาเพื่อให้แสงสว่างเพียงพอในการทำงานมากกว่าการออกแบบเพื่อส่งเสริมการนอนหลับที่ดีต่อสุขภาพ รูปแบบ

SAGA บริษัทออกแบบสัญชาติเดนมาร์กกำลังทำงานเพื่อรวมความรู้ด้านการออกแบบที่เน้นคนเป็นศูนย์กลางเข้ากับประสบการณ์ใน ออกแบบสำหรับภารกิจอวกาศ เพื่อสร้างระบบแสงสว่างที่เรียกว่า Circadian Light ซึ่งจะถูกส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติในฤดูร้อนที่จะถึงนี้ ทดสอบโดย Andreas Mogensen นักบินอวกาศชาวเดนมาร์ก เมื่อเขาไปถึงที่นั่นเพื่อปฏิบัติภารกิจหกเดือนต่อมาใน ปี.

ปัญหาความซ้ำซากจำเจ

หลักการของการออกแบบการจัดแสงตามจังหวะของวงจรชีวิตนั้นเป็นที่เข้าใจกันดี นั่นคือ แสงที่สว่างมาก รวมถึงความยาวคลื่นสีน้ำเงินในช่วงเช้า และแสงสลัวที่ไม่มีความยาวคลื่นสีน้ำเงินในตอนเย็น นักออกแบบได้รับแรงบันดาลใจโดยตรงจากธรรมชาติในการตัดสินใจว่าแสงประเภทใดที่จะเป็นประโยชน์มากที่สุด โคมไฟที่พวกเขาพัฒนาขึ้นมีหน้าตาที่แตกต่างกันสามแบบ ซึ่งจะปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นและความเข้มต่างกันเพื่อเลียนแบบการเปลี่ยนแปลงของคุณภาพแสงที่เห็นได้ตลอดทั้งวันบนโลก

นั่นหมายความว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนความรู้สึกของห้อง Aristotelis กล่าวว่า "แสงเป็นวิธีที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดในการเปลี่ยนรูปลักษณ์ของห้องทั้งห้อง" “คุณจะได้รับผลตอบแทนมากมายในแง่ของการเปลี่ยนแสง”

แสงสว่างมีศักยภาพในการทำมากกว่าแค่เพิ่มความสว่างและสลัวเพื่อส่งสัญญาณการตื่นและการนอนหลับ เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการ แต่ความท้าทายทางจิตใจครั้งใหญ่อย่างหนึ่งที่นักบินอวกาศต้องเผชิญคือความเบื่อหน่าย ความซ้ำซากจำเจของสภาพแวดล้อมนั้นไม่สิ้นสุด ด้วยปัจจัยต่างๆ เช่น อาหารที่มีอยู่ อุณหภูมิ แสงสว่าง และคุณภาพอากาศที่คงที่อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายสัปดาห์และหลายเดือน เป็นเรื่องปกติที่นักบินอวกาศจะตื่นเต้นและตื่นเต้นที่ได้อยู่ในอวกาศในช่วง 2-3 สัปดาห์หรือเดือนแรกของการปฏิบัติภารกิจ แต่ในไม่ช้า ความเหมือนเดิมในแต่ละวันก็เริ่มจืดจางลง

สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย แต่แสงสว่างสามารถเปลี่ยนแปลงได้ และการให้แสงสว่างภายในที่พักของลูกเรือซึ่งจะทำการทดลองนั้นจำเป็นต้องใช้งานได้จริงและใช้งานได้จริง แต่ยังมีพื้นที่ให้ปรับแต่งเพื่อความสวยงามได้มากกว่าในส่วนอื่นๆ ของ สถานี.

ดังนั้นระบบ Circadian Lighting จึงไม่ได้จำลองวงจรพระอาทิตย์ขึ้น – แดด – ตกที่เหมือนกันเป๊ะๆ ในแต่ละวัน เช้าบางวันจะเห็นชุดสีที่มืดลงและมืดลง ในขณะที่เช้าวันอื่นๆ จะเห็นเฉดสีที่สวยงามโดดเด่น ความแปรปรวนนั้นน่าดึงดูดใจมากกว่าการมีรูปแบบเดิมซ้ำๆ ในแต่ละวัน แม้ว่าบางวันจะน่าพึงพอใจมากกว่าวันอื่นๆ

Aristotelis กล่าวว่า "สิ่งที่คุณต้องการจริงๆ เพื่อทำลายความจำเจไม่จำเป็นต้องมีการกระตุ้นที่ดีหรือการกระตุ้นที่สะดวกสบาย แต่เป็นการกระตุ้นเท่านั้น" Aristotelis กล่าว “หากมีอุณหภูมิปานกลางเป็นเวลา 100 วัน ฉันแน่ใจว่าวันที่อากาศหนาวเย็นคงจะดีทีเดียว”

การแทรกแซงเล็กน้อย ผลกระทบที่ยิ่งใหญ่

เป้าหมายคือหลอดไฟ ซึ่งจะติดตั้งในห้องลูกเรือของ Mogensen เพื่อช่วยให้เขานอนหลับได้ดีขึ้นในตอนกลางคืนและตื่นขึ้นด้วยพลังงานที่มากขึ้น นอกจากการทดสอบบนสถานีอวกาศนานาชาติแล้ว จะมีการทดลองบนพื้นโลกเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของระบบด้วย

หากผลลัพธ์เป็นที่น่าพอใจ วิธีนี้สามารถช่วยปรับปรุงชีวิตประจำวันของนักบินอวกาศด้วยค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แน่นอนว่าการมีห้องและความเป็นส่วนตัวมากกว่านี้คงจะดี แต่ก็ไม่สามารถทำได้จริงหากไม่ทุ่มเงินมหาศาลเพื่อขยายสถานี แต่การติดตั้งไฟทำได้ค่อนข้างง่าย

“ผลตอบแทนจากการลงทุนในแง่ของความเป็นอยู่ที่ดีนั้นสูงมาก” Aristotelis กล่าว “โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะการนอนหลับเป็นกลไกที่ยอดเยี่ยมของร่างกายมนุษย์”

นอกจากนี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อให้นักบินอวกาศมีเวลาว่างในตอนเย็นสำหรับงานต่างๆ เช่น โทรหาครอบครัวหรือเพื่อนหรือทำงานในโครงการส่วนตัว ระยะเวลาของพระอาทิตย์ตกจำลองคือ ขยาย ในขณะที่ดวงอาทิตย์ตกบนโลกโดยทั่วไปจะใช้เวลาประมาณ 20 นาที แต่บนสถานีอวกาศนานาชาติ ระบบแสงสว่างจะขยายช่วงเวลานี้ออกไปตามความจำเป็นก่อนที่นักบินอวกาศจะเข้านอน

มีแนวคิดในอนาคตที่จะทำให้ระบบมีไดนามิกมากขึ้นด้วย ในปัจจุบัน หลอดไฟหมุนเวียนไปตามรูปแบบที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่แตกต่างกันเพื่อให้มีการเปลี่ยนแปลงในแต่ละวัน แต่ระบบในอนาคตสามารถออกแบบให้ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพแสงเมื่อปริมาณรังสีภายนอกสถานีสูง ด้วยการรวมแสงเข้ากับรูปแบบทางประสาทสัมผัสอื่น ๆ เช่น เสียงและกลิ่น สามารถสร้างสภาพแวดล้อมที่มีไดนามิกมากขึ้นซึ่งจริง ๆ แล้วแจ้งให้นักบินอวกาศทราบเกี่ยวกับสถานการณ์รอบตัวพวกเขา

“ลองนึกดูว่ามีลำโพงที่ทำให้เสียงลมได้หากมีรังสีจำนวนมากกระทบที่อยู่อาศัย จากนั้นคุณจะใช้ประสาทสัมผัสตามสัญชาตญาณอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อเข้าใจว่ามีบางอย่างที่คุณต้องการเพื่อป้องกันตัวเองจากสิ่งนั้น” Aristotelis กล่าว “นั่นคือที่ที่เราอยากไป ดังนั้นแสงจึงไม่ใช่แสงสุ่ม แท้จริงแล้วแสงนั้นได้รับการบอกกล่าวจากสิ่งแวดล้อม”

ให้แสงสว่างแก่สถานีอวกาศและอื่น ๆ

การออกแบบเพื่อความเป็นอยู่ที่ดีของนักบินอวกาศเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสถานีอวกาศนานาชาติ แต่จะสำคัญยิ่งกว่าสำหรับภารกิจในอวกาศระยะยาวนอกวงโคจรของโลก มีแผนจะส่งนักบินอวกาศของนาซาไปปฏิบัติภารกิจบนดวงจันทร์เป็นเวลานานหลายเดือน และวิสัยทัศน์ระยะยาวในการสำรวจและแม้แต่ตั้งรกรากในเร็วๆ นี้ บนดาวเคราะห์ดวงอื่น เราจะต้องหาวิธีสร้างสภาพเหมือนโลกขึ้นมาใหม่เพื่อให้นักสำรวจรู้สึกสบายตัวและปฏิบัติตาม ดีที่สุด.

นั่นหมายถึงการออกแบบพื้นที่ไม่เพียงแต่คำนึงถึงความต้องการทางปฏิบัติของอาหารและน้ำเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงความต้องการของมนุษย์ในด้านความหลากหลาย ความสะดวกสบาย และความสนใจอีกด้วย หลายสิ่งที่เราต้องใช้ในการสำรวจดวงดาวเป็นสิ่งเดียวกับที่เราได้รับในสภาพแวดล้อมที่บ้านของเรา

“ฉันชอบการออกแบบสำหรับมนุษย์ในอวกาศ” Aristotelis กล่าว “มนุษย์ก็คือมนุษย์บนโลกเช่นเดียวกับในอวกาศ เราต้องการสิ่งเร้าในปริมาณที่เท่ากัน”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ชมแผงโซลาร์เซลล์ใหม่ของ NASA กระจายตัวบนสถานีอวกาศ
• ยานอวกาศ SpaceX Dragon บรรทุกผลไม้สดจำนวนมากไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ
• สถานีอวกาศเริ่มแออัดอีกครั้ง
• นักบินอวกาศสี่คนในสถานีอวกาศเพิ่งพา Crew Dragon 'ไปลองเล่น'
• วิธีดูยานอวกาศของ SpaceX ใช้เวลาเดินทางสั้นมากในวันเสาร์