Сон в космосе
Спать в необычном месте
Астронавт спит в условиях микрогравитации околоземной орбиты - непрерывного свободного падения вокруг Земли, внутри герметичного модуля Harmony node Международной космической станции в 2007 году.

Сон в космосе является частью космической медицины и планирования миссий и оказывает влияние на здоровье, возможности и моральный дух астронавтов.

Полеты человека в космос часто требуют от экипажей астронавтов длительных периодов без отдыха. Исследования показали, что недостаток сна может вызвать усталость , которая приводит к ошибкам при выполнении критических задач. [1] [2] [3] Кроме того, люди, которые устали, часто не могут определить степень своего нарушения. [4] Астронавты и наземные экипажи часто страдают от последствий лишения сна и нарушения циркадных ритмов . Усталость из-за потери сна, смены сна и перегрузки на работе может привести к ошибкам в работе, которые подвергают участников космического полета риску поставить под угрозу цели миссии, а также здоровье и безопасность людей на борту.

Специалист миссии Маргарет Риа Седдон с повязкой на глазах спит в модуле SLS-1 ( STS-40 )

Описание

Чтобы спать в космосе, астронавтам приходится спать в каюте экипажа, небольшой комнате размером с душевую кабину. Они лежат в спальном мешке , который пристегнут к стене. [5] Астронавты сообщали о кошмарах и снах, а также о храпе во время сна в космосе. [6]

Спальные помещения и помещения для экипажа должны хорошо проветриваться. [7] В начале 21-го века считалось , что экипаж на МКС спит в среднем около шести часов в сутки. [8]

На земле

Хроническая нехватка сна может влиять на работоспособность так же, как и полная нехватка сна, а недавние исследования показали, что когнитивные нарушения после 17 часов бодрствования аналогичны нарушениям, вызванным повышенным уровнем алкоголя в крови.

Было высказано предположение, что перегрузка на работе и циркадная десинхронизация могут вызывать ухудшение производительности. Те, кто работает посменно, страдают от повышенной утомляемости, поскольку время их сна/бодрствования не синхронизировано с естественным дневным светом (см. Синдром сменной работы ). Они более подвержены автомобильным и производственным авариям, а также снижению качества работы и производительности на рабочем месте. [9]

Наземные службы НАСА также подвержены эффекту сдвига сна (перехода из одного состояния в другое) при выполнении критически важных операций на Международной космической станции во время ночных смен.

В космосе

Бортинженер Николай Бударин использует компьютер в спальном отсеке служебного модуля «Звезда» на Международной космической станции.
Мужчина, одетый в синюю рабочую одежду, сидит в небольшом помещении.
Космонавт Юрий Усачев в спальном отсеке станции «Мир», который называется « Каютка».

В ходе программы «Аполлон» было обнаружено, что адекватный сон в небольших объемах, доступных в командном модуле и лунном модуле, легче всего достигается, если (1) минимально нарушается предполетный циркадный ритм членов экипажа; (2) все члены экипажа в космическом корабле спят в одно и то же время; (3) члены экипажа могут снять скафандры перед сном; (4) графики работы организуются и пересматриваются по мере необходимости, чтобы обеспечить спокойный (радио-тишина) 6-8-часовой период отдыха в течение каждого 24-часового периода; (5) в условиях невесомости предоставляются свободные фиксаторы, чтобы не допустить дрейфа членов экипажа; (6) на поверхности Луны предоставляется гамак или другая форма кровати; (7) обеспечивается адекватное сочетание температуры в кабине и одежды для сна для комфорта; (8) экипаж может приглушить подсветку приборов и либо закрыть глаза, либо исключить попадание солнечного света в кабину; и (9) оборудование, такое как насосы, имеет достаточную степень приглушения. [10]

В настоящее время [ когда? ] руководство НАСА установило ограничения на количество часов, в течение которых астронавты должны выполнять задачи и мероприятия. Это известно как «Стандарты пригодности к работе». Текущее номинальное количество рабочих часов космических экипажей составляет 6,5 часов в день, а еженедельное рабочее время не должно превышать 48 часов. НАСА определяет критическую перегрузку рабочей нагрузкой для экипажа космического полета как 10-часовые рабочие дни в течение 3 дней в рабочую неделю или более 60 часов в неделю (NASA STD-3001, том 1 [11] ). Астронавты сообщали, что периоды высокоинтенсивной рабочей нагрузки могут привести к умственной и физической усталости. [12] Исследования в медицинской и авиационной промышленности показали, что повышенные и интенсивные рабочие нагрузки в сочетании с нарушением сна и усталостью могут привести к серьезным проблемам со здоровьем и ошибкам в работе. [13]

Исследования показывают, что качество и количество сна астронавтов в космосе заметно ниже, чем на Земле. Использование снотворных препаратов может быть признаком плохого сна из-за нарушений. Текущие данные о космических полетах показывают, что точность, время реакции и задачи по запоминанию зависят от потери сна, перегрузки на работе, усталости и циркадной десинхронизации.

Факторы, способствующие потере сна и усталости

Наиболее распространенные факторы, которые могут повлиять на продолжительность и качество сна в космосе, включают в себя: [9]

  • шум
  • физический дискомфорт
  • пустоты
  • нарушения, вызванные другими членами экипажа
  • температура

В настоящее время ведется сбор доказательств для оценки влияния этих индивидуальных, физиологических и экологических факторов на сон и усталость. Также оценивается влияние графиков работы и отдыха, условий окружающей среды, правил и требований полетов на сон, усталость и производительность. [9]

Пол Дж. Вайц сказал, что на станции «Скайлэб» он не мог спать вертикально, несмотря на невесомость, поэтому снял металлический каркас со своего спального мешка и спал на нем горизонтально. [14]

Факторы, способствующие циркадной десинхронизации

Воздействие света является самым большим фактором, способствующим циркадной десинхронизации на борту МКС. Поскольку МКС совершает оборот вокруг Земли каждые 1,5 часа, экипаж самолета видит 16 восходов и закатов солнца в день. Сдвиг слэма (сдвиг сна) также является значительным внешним фактором, который вызывает циркадную десинхронизацию в современных условиях космического полета. [9]

Другие факторы, которые могут вызвать нарушение циркадного ритма в космосе: [15]

  • сменная работа
  • продленный рабочий день
  • изменения в хронологии
  • слэм-шифтинг (сдвиг сна)
  • продолжительный свет лунного дня
  • Марс сол на Земле
  • Марсианский сол на Марсе
  • ненормальные внешние факторы (например, неестественное воздействие света)

Потеря сна, генетика и космос

Как острая, так и хроническая частичная потеря сна часто происходит в космических полетах из-за эксплуатационных требований и по физиологическим причинам, которые еще не полностью изучены. Некоторые астронавты страдают больше, чем другие. Наземные исследования показали, что потеря сна представляет риск для работоспособности астронавтов, и что существуют большие, высоконадежные индивидуальные различия в величине когнитивной работоспособности, усталости и сонливости, а также гомеостатической уязвимости сна к острой полной депривации сна и хроническому ограничению сна у здоровых взрослых. Стабильные, подобные чертам (фенотипические) межиндивидуальные различия, наблюдаемые в ответ на потерю сна, указывают на лежащий в основе генетический компонент. Действительно, данные свидетельствуют о том, что общие генетические вариации ( полиморфизмы ), участвующие в регуляции сна-бодрствования, циркадной и когнитивной, могут служить маркерами для прогнозирования межиндивидуальных различий в гомеостатической и нейроповеденческой уязвимости сна к ограничению сна у здоровых взрослых. Выявление генетических предикторов дифференциальной уязвимости к ограничению сна поможет выявить астронавтов, которым больше всего нужны меры по борьбе с усталостью в космических полетах, и информировать медицинские стандарты для получения адекватного сна в космосе. [16]

Информация о компьютерном моделировании

Биоматематические модели разрабатываются для описания биологической динамики потребности во сне и циркадного ритма. Эти модели могли бы предсказать производительность астронавтов относительно усталости и циркадной десинхронизации. [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Harrison, Y; Horne, JA (июнь 1998). «Потеря сна ухудшает выполнение коротких и новых языковых задач, имеющих префронтальный фокус». Journal of Sleep Research . 7 (2): 95–100. doi :10.1046/j.1365-2869.1998.00104.x. PMID  9682180. S2CID  34980267.
  2. ^ Дурмер, Дж. С.; Динджес, Д. Ф. (март 2005 г.). «Нейрокогнитивные последствия лишения сна» (PDF) . Семинары по неврологии . 25 (1): 117–29. doi :10.1055/s-2005-867080. PMC 3564638. PMID 15798944  . 
  3. ^ Banks, S; Dinges, DF (15 августа 2007 г.). «Поведенческие и физиологические последствия ограничения сна». Journal of Clinical Sleep Medicine . 3 (5): 519–28. doi :10.5664/jcsm.26918. PMC 1978335. PMID  17803017 . 
  4. ^ Whitmire, AM; Leveton, LB; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, DF; Klerman, E.; Shea, C. «Риск ошибок производительности из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и перегрузки на работе» (PDF) . Риски для здоровья и производительности человека в космических исследовательских миссиях: доказательства, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 88 . Получено 17 мая 2012 г.
  5. ^ «Один день из жизни на борту Международной космической станции». NASA . 2015-06-09.
  6. ^ "Спящий в космосе". NASA . Архивировано из оригинала 5 июня 2023 года.
  7. ^ "Повседневная жизнь". ESA. 19 июля 2004 г. Получено 28 октября 2009 г.
  8. ^ "Астронавт собирается войти в историю как самый продолжительный космический путешественник". USA Today . Архивировано из оригинала 2023-06-10.
  9. ^ abcd Whitmire, AM; Leveton, LB; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, DF; Klerman, E.; Shea, C. «Риск ошибок производительности из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и перегрузки на работе» (PDF) . Риски для здоровья и производительности человека в космических исследовательских миссиях: доказательства, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 91–99 . Получено 17 мая 2012 г. .
  10. ^ "Сон". Работа на Луне: уроки Аполлона . 2007. Получено 10 декабря 2016 .
  11. ^ СТАНДАРТ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА В КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТАХ НАСА - ТОМ 1: ЗДОРОВЬЕ ЭКИПАЖА (Отчет). Том 1. 25 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 6 марта 2012 г.
  12. ^ Sheuring, RA; Jones, JA; Polk, JD; Gillis, DB; Schmid, J; Duncan, J; Davis, J; Novak, JD (2007). Проект медицинских операций Apollo: рекомендации по улучшению здоровья и производительности экипажа для будущих исследовательских миссий и операций на поверхности Луны (PDF) (NASA/TM-2007-214755 ред.). Космический центр Джонсона, Хьюстон: NASA . Получено 10 сентября 2013 г.
  13. ^ Whitmire, AM; Leveton, LB; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, DF; Klerman, E.; Shea, C. «Риск ошибок производительности из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и перегрузки на работе» (PDF) . Риски для здоровья и производительности человека в космических исследовательских миссиях: доказательства, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 88–89 . Получено 17 мая 2012 г. .
  14. ↑ Шудель, Мэтт (24 октября 2017 г.). «Пол Вайц, астронавт, который помогал ремонтировать Skylab и командовал космическим челноком, умер в возрасте 85 лет». The Washington Post . Архивировано из оригинала 25 октября 2017 г. Получено 25 октября 2017 г.
  15. ^ ab Whitmire, AM; Leveton, LB; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, DF; Klerman, E.; Shea, C. "Риск ошибок производительности из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и перегрузки на работе" (PDF) . Риски для здоровья и производительности человека в космических исследовательских миссиях: доказательства, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 103 . Получено 17 мая 2012 г. .
  16. ^ Гоэль, Намни; Динджес, Дэвид Ф. (2012). «Прогнозирование риска в космосе: генетические маркеры дифференциальной уязвимости к ограничению сна». Acta Astronautica . 77 : 207–213. Bibcode : 2012AcAau..77..207G. doi : 10.1016/j.actaastro.2012.04.002. PMC 3602842. PMID  23524958 . 

Общественное достояние В статье использованы общедоступные материалы из книги Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . (НАСА SP-2009-3405).

Источники

  • http://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/living-sleeping.asp
  • http://science.howstuffworks.com/sleep-in-space.htm
  • http://www.theatlantic.com/technology/archive/2013/02/what-its-like-for-astronauts-to-sleep-in-space/273146/
  • NASA.gov
  • NASA.gov

Дальнейшее чтение

  • Гриффит, Кэндис; Махадеван, Санкаран (май 2006 г.). «Влияние лишения сна на работоспособность человека: подход метаанализа» (PDF) . Получено 30 мая 2012 г. .
  • Мэддокс, В. Тодд; Гласс, Брайан Д.; Волосин, Саша М.; Савари, Закари Р.; Боуэн, Кристофер; Мэтьюз, Майкл Д.; Шнайер, Дэвид М. (2009). «Влияние лишения сна на эффективность категоризации информации и интеграции». Sleep . 32 (11): 1439–48. doi :10.1093/sleep/32.11.1439. PMC  2768950 . PMID  19928383.
  • «Центр исследований сна и производительности». Университет штата Вашингтон, Спокан . Получено 30 мая 2012 г.
  • НАСА - Сон в космосе
  • The Atlantic - Каково это - спать астронавтам в космосе - Февраль 2013 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Сон_в_космосе&oldid=1221590996"