Спать в космосе

Астронавт спит в условиях микрогравитации земной орбиты - непрерывного свободного падения вокруг Земли, внутри герметичного модуля « *Узел Гармонии»* Международной космической станции в 2007 году.

Сон в космосе является частью космической медицины и планирования миссий, что влияет на здоровье, возможности и моральный дух космонавтов.

Пилотируемый космический полет часто требует от экипажей астронавтов длительного пребывания без отдыха. Исследования показали, что недостаток сна может вызвать усталость , которая приводит к ошибкам при выполнении критически важных задач. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Кроме того, утомленные люди часто не могут определить степень своего нарушения. ^{[ 4 ]} Астронавты и наземные экипажи часто страдают от последствий недосыпания 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 тех, кто находится на борту.

Описание

Для сна в космосе астронавты должны спать в кабине экипажа — маленькой комнате размером с душевую кабину. Они лежат в спальном мешке , привязанном к стене. ^{[ 5 ]} Астронавты сообщают, что им снятся кошмары и сны, а также они храпят во время сна в космосе. ^{[ 6 ]}

Спальные помещения и помещения для экипажа должны хорошо вентилироваться. ^{[ 7 ]} Говорят , что в начале XXI века экипаж МКС спал в среднем около шести часов в день. ^{[ 8 ]}

На земле

Хроническая потеря сна может повлиять на работоспособность так же, как и полная потеря сна, а недавние исследования показали, что когнитивные нарушения после 17 часов бодрствования аналогичны нарушениям из-за повышенного уровня алкоголя в крови.

Было высказано предположение, что перегрузка на работе и циркадная десинхронизация могут привести к ухудшению работоспособности. Те, кто работает посменно, страдают от повышенной утомляемости, поскольку время их сна/бодрствования не синхронизировано с естественным дневным светом (см. Синдром посменной работы ). Они более склонны к автомобильным и промышленным авариям, а также к снижению качества и производительности труда. ^{[ 9 ]}

Наземные экипажи НАСА также страдают от переключения передач (переключение во время сна) при поддержке критически важных Международной космической станции операций во время ночных смен.

В космосе

В ходе программы «Аполлон» было обнаружено, что адекватный сон в небольших объемах, имеющихся в командном модуле и Лунном модуле, легче всего достичь, если (1) было минимальное нарушение предполетного циркадного ритма членов экипажа; (2) все члены экипажа космического корабля спали одновременно; (3) члены экипажа смогли снять костюмы перед сном; (4) графики работы были организованы – и при необходимости пересматривались – так, чтобы обеспечить 6-8-часовой период отдыха в спокойном режиме (радиотишня) в течение каждых 24 часов; (5) в условиях невесомости были предусмотрены свободные ограничители, предотвращающие дрейф членов экипажа; (6) на лунной поверхности был предусмотрен гамак или другая кровать; (7) для обеспечения комфорта обеспечивалось адекватное сочетание температуры в кабине и одежды для сна; (8) экипаж мог приглушить освещение приборов и либо закрыть глаза, либо исключить попадание солнечного света в кабину; и (9) оборудование, такое как насосы, было надлежащим образом заглушено. ^{[ 10 ]}

Руководство НАСА в настоящее время ^{[ когда? ]} установлены ограничения на количество часов, в течение которых астронавты должны выполнять задачи и события. Это известно как «Стандарты пригодности к работе». Нынешняя номинальная продолжительность работы космических экипажей составляет 6,5 часов в день, а продолжительность работы в неделю не должна превышать 48 часов. НАСА определяет критическую перегрузку рабочей нагрузки для экипажа космического полета как 10-часовой рабочий день по 3 дня в рабочую неделю или более 60 часов в неделю ( NASA STD-3001, Том 1). ^{[ 11 ]}). Астронавты сообщили, что периоды высокоинтенсивной рабочей нагрузки могут привести к умственной и физической усталости. ^{[ 12 ]} Исследования, проведенные в медицинской и авиационной промышленности, показали, что повышенные и интенсивные рабочие нагрузки в сочетании с нарушениями 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 хуже, чем на Земле. Использование снотворных препаратов может указывать на плохой сон из-за нарушений. Текущие данные космических полетов показывают, что на точность, время отклика и задачи запоминания влияют недостаток сна, рабочая перегрузка, усталость и циркадная десинхронизация.

Факторы, которые способствуют потере сна и усталости

К наиболее распространенным факторам, которые могут повлиять на продолжительность и качество сна в космосе, относятся: ^{[ 9 ]}

шум
физический дискомфорт
пустоты
помехи, вызванные другими членами экипажа
температура

В настоящее время предпринимаются усилия по сбору доказательств для оценки влияния этих индивидуальных, физиологических факторов и факторов окружающей среды на сон и усталость. Также оценивается влияние графиков работы и отдыха, условий окружающей среды, правил и требований к полетам на сон, утомляемость и работоспособность. ^{[ 9 ]}

Пол Дж. Вайц рассказал, что на Скайлэбе он не мог спать вертикально, несмотря на свою невесомость, поэтому снял металлический каркас со своего спального мешка и спал на нем горизонтально. ^{[ 14 ]}

Факторы, способствующие циркадной десинхронизации

Воздействие света является крупнейшим фактором циркадной десинхронизации на борту МКС. Поскольку МКС обращается вокруг Земли каждые 1,5 часа, экипаж наблюдает 16 восходов и закатов в день. Сдвиг Слэма (сдвиг сна) также является значительным внешним фактором, вызывающим циркадную десинхронизацию в современных условиях космического полета. ^{[ 9 ]}

Другие факторы, которые могут вызвать циркадную десинхронизацию в космосе: ^{[ 15 ]}

посменная работа
продленное рабочее время
изменения временной шкалы
SlamShift (переключение сна)
продолжительный свет лунного дня
Марсианское солнце на Земле
Марсианское солнце на Марсе
аномальные сигналы окружающей среды (например: неестественное освещение)

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, еще не до конца понятным. Некоторые космонавты страдают больше, чем другие. Наземные исследования показали, что потеря сна представляет риск для работоспособности астронавтов и что существуют большие, высоконадежные индивидуальные различия в величине когнитивных функций, утомляемости и сонливости, а также гомеостатической уязвимости сна к острому полному лишению сна и хроническому ограничению сна. у здоровых взрослых. Стабильные, характерные (фенотипические) межиндивидуальные различия, наблюдаемые в ответ на потерю сна, указывают на лежащий в основе генетический компонент. Действительно, данные показывают, что общие генетические вариации ( полиморфизмы ), участвующие в регуляции сна-бодрствования, циркадных ритмах и когнитивной регуляции, могут служить маркерами для прогнозирования межиндивидуальных различий в гомеостатике сна и нейроповеденческой уязвимости к ограничению сна у здоровых взрослых. Идентификация генетических предикторов дифференциальной уязвимости к ограничению сна поможет выявить астронавтов, наиболее нуждающихся в мерах по борьбе с усталостью в космическом полете, и разработать медицинские стандарты для получения достаточного сна в космосе. ^{[ 16 ]}

Информация о компьютерном моделировании

биоматематические Разрабатываются модели для описания биологической динамики потребности во сне и циркадных ритмов. Эти модели могли бы предсказать производительность космонавтов в зависимости от усталости и циркадной десинхронизации. ^{[ 15 ]}

См. также

Ссылки

^ Харрисон, Ю; Хорн, JA (июнь 1998 г.). «Недостаток сна ухудшает выполнение коротких и новых речевых задач, ориентированных на префронтальную часть». Журнал исследований сна . 7 (2): 95–100. дои : 10.1046/j.1365-2869.1998.00104.x . ПМИД 9682180 . S2CID 34980267 .
^ Дурмер, Дж.С.; Дингес, Д.Ф. (март 2005 г.). «Нейрокогнитивные последствия лишения сна» (PDF) . Семинары по неврологии . 25 (1): 117–29. дои : 10.1055/s-2005-867080 . ПМЦ 3564638 . ПМИД 15798944 .
^ Бэнкс, С; Дингес, Д.Ф. (15 августа 2007 г.). «Поведенческие и физиологические последствия ограничения сна» . Журнал клинической медицины сна . 3 (5): 519–28. дои : 10.5664/jcsm.26918 . ЧВК 1978335 . ПМИД 17803017 .
^ Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . п. 88 . Проверено 17 мая 2012 г.
^ «Один день из жизни на борту Международной космической станции» . НАСА . 09.06.2015.
^ «Сон в космосе» . НАСА . Архивировано из оригинала 5 июня 2023 года.
^ «Повседневная жизнь» . ЕКА. 19 июля 2004 года . Проверено 28 октября 2009 г.
^ «Астронавт войдет в историю за самое продолжительное пребывание в космосе» . США сегодня . Архивировано из оригинала 10 июня 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 91–99 . Проверено 17 мая 2012 г.
^ "Спать" . Работа на Луне: Уроки Аполлона . 2007 . Проверено 10 декабря 2016 г.
^ СТАНДАРТ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НАСА КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ - ТОМ 1: ЗДОРОВЬЕ ЭКИПАЖА (Отчет). Том. 1. 25 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 6 марта 2012 г.
^ Шеуринг, РА; Джонс, Дж.А.; Полк, доктор медицинских наук; Гиллис, Д.Б.; Шмид, Дж; Дункан, Дж; Дэвис, Дж; Новак, доктор медицинских наук (2007). Проект медицинских операций «Аполлон»: рекомендации по улучшению здоровья и производительности экипажа для будущих исследовательских миссий и операций на поверхности Луны (PDF) (изд. NASA/TM-2007-214755). Космический центр Джонсона, Хьюстон: НАСА . Проверено 10 сентября 2013 г.
^ Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 88–89 . Проверено 17 мая 2012 г.
^ Шудель, Мэтт (24 октября 2017 г.). «Пол Вайц, астронавт, который помогал ремонтировать Скайлэб и командовал космическим шаттлом, умирает в возрасте 85 лет» . Вашингтон Пост . Архивировано из оригинала 25 октября 2017 года . Проверено 25 октября 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . п. 103 . Проверено 17 мая 2012 г.
^ Гоэл, Намни; Дингес, Дэвид Ф. (2012). «Прогнозирование риска в космосе: генетические маркеры дифференциальной уязвимости к ограничению сна» . Акта Астронавтика . 77 : 207–213. Бибкод : 2012AcAau..77..207G . дои : 10.1016/j.actaastro.2012.04.002 . ПМК 3602842 . ПМИД 23524958 .

В этой статье использованы общедоступные материалы из Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . (НАСА SP-2009-3405).

Источники

Дальнейшее чтение

Гриффит, Кэндис; Махадеван, Шанкаран (май 2006 г.). «Влияние лишения сна на работоспособность человека: подход метаанализа» (PDF) . Проверено 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 интеграции информации» . Спать . 32 (11): 1439–48. дои : 10.1093/sleep/32.11.1439 . ПМЦ 2768950 . ПМИД 19928383 .
«Центр исследования сна и работоспособности» . Университет штата Вашингтон в Спокане . Проверено 30 мая 2012 г.

Внешние ссылки

[Harrison_1998-1] Харрисон, Ю; Хорн, JA (июнь 1998 г.). «Недостаток сна ухудшает выполнение коротких и новых речевых задач, ориентированных на префронтальную часть». Журнал исследований сна . 7 (2): 95–100. дои : 10.1046/j.1365-2869.1998.00104.x . ПМИД 9682180 . S2CID 34980267 .

[Durmer_2005-2] Дурмер, Дж.С.; Дингес, Д.Ф. (март 2005 г.). «Нейрокогнитивные последствия лишения сна» (PDF) . Семинары по неврологии . 25 (1): 117–29. дои : 10.1055/s-2005-867080 . ПМЦ 3564638 . ПМИД 15798944 .

[Banks_2007-3] Бэнкс, С; Дингес, Д.Ф. (15 августа 2007 г.). «Поведенческие и физиологические последствия ограничения сна» . Журнал клинической медицины сна . 3 (5): 519–28. дои : 10.5664/jcsm.26918 . ЧВК 1978335 . ПМИД 17803017 .

[4] Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . п. 88 . Проверено 17 мая 2012 г.

[5] «Один день из жизни на борту Международной космической станции» . НАСА . 09.06.2015.

[6] «Сон в космосе» . НАСА . Архивировано из оригинала 5 июня 2023 года.

[ESALife-7] «Повседневная жизнь» . ЕКА. 19 июля 2004 года . Проверено 28 октября 2009 г.

[8] «Астронавт войдет в историю за самое продолжительное пребывание в космосе» . США сегодня . Архивировано из оригинала 10 июня 2023 г.

[91-99-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 91–99 . Проверено 17 мая 2012 г.

[10] "Спать" . Работа на Луне: Уроки Аполлона . 2007 . Проверено 10 декабря 2016 г.

[11] СТАНДАРТ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НАСА КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ - ТОМ 1: ЗДОРОВЬЕ ЭКИПАЖА (Отчет). Том. 1. 25 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 6 марта 2012 г.

[Scheuring-12] Шеуринг, РА; Джонс, Дж.А.; Полк, доктор медицинских наук; Гиллис, Д.Б.; Шмид, Дж; Дункан, Дж; Дэвис, Дж; Новак, доктор медицинских наук (2007). Проект медицинских операций «Аполлон»: рекомендации по улучшению здоровья и производительности экипажа для будущих исследовательских миссий и операций на поверхности Луны (PDF) (изд. NASA/TM-2007-214755). Космический центр Джонсона, Хьюстон: НАСА . Проверено 10 сентября 2013 г.

[88-89-13] Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . стр. 88–89 . Проверено 17 мая 2012 г.

[washingtonpost-14] Шудель, Мэтт (24 октября 2017 г.). «Пол Вайц, астронавт, который помогал ремонтировать Скайлэб и командовал космическим шаттлом, умирает в возрасте 85 лет» . Вашингтон Пост . Архивировано из оригинала 25 октября 2017 года . Проверено 25 октября 2017 г.

[Whitmire_103-15] Jump up to: ^а ^б Уитмайр, AM; Леветон, LB; Баргер, Л.; Брейнард, Г.; Дингес, DF; Клерман, Э.; Ши, К. «Риск ошибок в работе из-за потери сна, циркадной десинхронизации, усталости и рабочей перегрузки» (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса: данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . п. 103 . Проверено 17 мая 2012 г.

[Goel-16] Гоэл, Намни; Дингес, Дэвид Ф. (2012). «Прогнозирование риска в космосе: генетические маркеры дифференциальной уязвимости к ограничению сна» . Акта Астронавтика . 77 : 207–213. Бибкод : 2012AcAau..77..207G . дои : 10.1016/j.actaastro.2012.04.002 . ПМК 3602842 . ПМИД 23524958 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v т и Космическая медицина
Main areas	Artificial gravity Astronautical hygiene Bioastronautics Neuroscience in space Space exposure Space food Space nursing Space weather Weightlessness
Illness and injuries	Asthenization Ebullism Illness and injuries during spaceflight Medical treatment during spaceflight Space adaptation syndrome Space and survival Spaceflight osteopenia
Organizations	Aerospace Medical Association National Space Biomedical Research Institute Rubicon Foundation Space Nursing Society
Other topics	Adverse health effects from lunar dust exposure Cardiac rhythm problems during space flight Central nervous system effects from radiation exposure during spaceflight Effect of spaceflight on the human body Effects of sleep deprivation in space Epidemiology data for low-linear energy transfer radiation Sleep in space Health threat from cosmic rays Intervertebral disc damage and spaceflight List of microorganisms tested in outer space Psychological and sociological effects of spaceflight Radiobiology evidence for protons and HZE nuclei Reduced muscle mass, strength and performance in space Renal stone formation in space Spaceflight radiation carcinogenesis Team composition and cohesion in spaceflight missions Visual impairment due to intracranial pressure