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

Учитывая то количество времени, которое большинство из нас тратит на просмотр экранов, необходимость упаковать так много вещей в день и дизайн большинства домов, обеспечивающих яркое искусственное освещение, не так-то просто привыкнуть к здоровому режиму сна. 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, совершенно не связанной с восходом и заходом солнца, а также справляться с уникальными экологическими проблемами, такими как низкая гравитация и строгие ограничения. Исследования показывают , что астронавты изо всех сил пытаются выспаться, 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 физических нагрузках, таких как упражнения для предотвращения истощения мышц, или ограничениях по расписанию, таких как обеспечение того, чтобы у них было время, чтобы расслабиться после напряженной работы. Долгое время среда, в которой жили и работали астронавты, проектировалась с чисто прагматическими соображениями, без эстетики. Но теперь мы начинаем думать о том, как дизайн может помочь астронавтам стать счастливее и здоровее.

Расширить или радикально изменить пространство МКС было бы непомерно дорого, но одна идея помочь астронавтам лучше отдыхать и работать, казалось бы, проста: 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, советуют 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 способствуя проблемам со сном .

Это еще более серьезная проблема для астронавтов, которые уже имеют проблемы со сном и сообщают, что спят всего пять или шесть часов в сутки, 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 это в значительной степени функциональная система, предназначенная для обеспечения достаточного освещения для работы, а не для обеспечения здорового сна.

Датская дизайнерская фирма SAGA объединила свои знания в области дизайна, ориентированного на человека, с опытом проектирования для космических миссий , чтобы создать систему освещения под названием Circadian Light, которая будет отправлена ​​на МКС этим летом для тестирования датским астронавтом Андреасом Могенсеном. он прибывает туда с шестимесячной миссией позже в том же году.

Проблема монотонности

Принципы проектирования освещения на основе циркадных ритмов хорошо понятны: много яркого света, включая синие волны, утром и более тусклый свет без синих волн 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 испытывают волнение и радость от пребывания в космосе в течение первых нескольких недель или месяцев своей миссии, но вскоре однообразие каждого дня начинает изнашиваться.

Большинство из этих вещей нельзя изменить из соображений безопасности, но освещение можно. И освещение в каютах экипажа, где будет проходить эксперимент, должно быть практичным и функциональным, но также есть больше места для его эстетической корректировки, чем в других частях станции.

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 лампы, которая будет установлена ​​в каюте экипажа Могенсена, помочь ему лучше спать ночью и просыпаться с большей энергией. Наряду с испытанием на МКС будет проведен эксперимент и 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. А вот установить светильники 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 астронавтов было свободное время по вечерам для таких задач, как звонок семье или друзьям или работа над личными проектами, продолжительность имитации заката увеличивается. 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 звучало ветрено, если на среду обитания попадало много радиации. Тогда 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 более долгосрочных планов по исследованию и даже поселению на других планетах, нам нужно будет найти способы воссоздать земные условия, чтобы исследователи чувствовали себя комфортно и работали. в лучшем виде.

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 среде.

«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».