Veda

Ako spávajú astronauti vo vesmíre?

Ako spánok ovplyvňuje astronautov vo vesmíre? Vedci študujú vplyv mikrogravitácie, svetla a časových zmien na spánok počas misií. NASA vyvíja špeciálne osvetlenie pre lepší odpočinok a lepšiu výkonnosť.

Photo by Krista Mangulsone/Unsplash

Cesta do vesmíru predstavuje pre ľudský organizmus obrovskú výzvu. Okrem fyzických náročností, ako je mikrogravitácia a radiácia, sa astronauti stretávajú aj s neobvyklými problémami spojenými so spánkom. V najnovšom vydaní Planetary Radio sa Dr. Aaron Flynn-Evans, riaditeľ NASA’s Fatigue Countermeasures Laboratory, podelil o fascinujúce informácie o tom, ako veda sleduje a rieši tieto výzvy. Od štúdia mikrostruktúry spánku až po vývoj špeciálneho osvetlenia, vedci pracujú na tom, aby astronauti mohli počas dlhodobých misií odpočívať efektívne a udržiavať si optimálnu výkonnosť.

Kľúčové poznatky

Spánok v mikrogravitácii: Astronauti spávajú v malých súkromných kajutách, kde sú spacie vaky pripevnené k stene. Aj napriek relatívne dobrým podmienkam (teplota, prúdenie vzduchu, osvetlenie) sa stretávajú s problémami.
Disruptácia cirkadiánnych rytmov: 90-minútny cyklus svetla a tmy na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) výrazne narušuje prirodzené biologické hodiny astronautov.
Zmeny v štruktúre spánku: Výskumy naznačujú zvýšený výskyt "sleep spindles" – návaly aktivity mozgu spojené s učením sa motorických zručností, čo môže signalizovať adaptáciu na nové prostredie.
Dopady dlhodobých misií: Misie ako Artemis predstavujú nové výzvy kvôli menším vesmírnym plavidlám, obmedzenému osobnému priestoru a náročnejším plánom.
Význam osvetlenia: NASA vyvinula "blue-enriched" svetlá, ktoré zlepšujú bdelosť a nachádzajú uplatnenie aj v nemocniciach a domovoch pre seniorov.

Výzvy spánku vo vesmíre: Mikrogravitácia, časové zmeny a ďalšie faktory

Astronauti na ISS spávajú priemerne okolo 6 hodín denne. Tento skrátený spánok je čiastočne spôsobený náročným plánom a následnou nezhodou cirkadiánnych rytmov. Na Zemi sú naše biologické hodiny synchronizované so striedaním dňa a noci, ale vo vesmíre tento systém narušujeme. 90-minútny cyklus svetla a tmy na ISS je oveľa kratší ako bežný deň a noc, čo vedie k neustálej dezorientácii a sťažuje udržanie kvalitného spánku.

Okrem toho, mikrogravitácia má vplyv na tekutiny v tele, ktoré sa presúvajú do hlavy. To môže ovplyvňovať funkciu mozgu a potenciálne narušovať štruktúru spánku. Výskumy ukazujú zmeny v REM (Rapid Eye Movement) a non-REM fázach spánku, hoci nie je jasné, či sú tieto zmeny spôsobené samotným vesmírnym letom alebo jednoducho nedostatkom spánku.

Osvetlenie ako kľúčový faktor: Od ISS po nemocnice

Jednou z najdôležitejších zmienok v rozhovore bola úloha osvetlenia pri regulácii cirkadiánnych rytmov astronautov. Dr. Flynn-Evans zdôraznil, že vystavenie sa slnečnému žiarivému svetlu pred spaním má oveľa väčší dopad ako používanie obrazoviek na Zemi. Preto astronautom odporúčajú chrániť sa pred týmto svetlom.

NASA investovala do výskumu osvetlenia a vyvinula "blue-enriched" svetlá, ktoré zlepšujú bdelosť a koncentráciu. Tieto svetlá našli uplatnenie aj v nemocniciach a domovoch pre seniorov, kde pomáhajú znižovať riziko pádov medzi staršími ľuďmi.

Budúcnosť spánku vo vesmíre: Mars, hibernácia a ďalšie výzvy

S prípravami na dlhodobé misie na Mesiac a Mars sa objavujú nové výzvy. Adaptácia na "Mars time" (24 hodín a 39 minút) môže byť pre niektorých astronautov s kratšími cirkadiánnymi rytmami náročná. Vedci zvažujú stratégie ako spánok počas dňa alebo personalizované opatrenia, aby sa minimalizoval dopad na ich biologické hodiny.

V budúcnosti, pri cestách za hranice našej slnečnej sústavy, by mohlo byť potrebné vyvolať stav metabolického poklesu (podobný hibernácii) u astronautov, aby sa šetrili zdroje a znížila hmotnosť vesmírneho plavidla. Výskum v tejto oblasti je však ešte len v začiatkoch.

Zhrnutie a budúce smerovanie

Spánok vo vesmíre predstavuje komplexnú výzvu, ktorá si vyžaduje interdisciplinárny prístup. Vďaka neustálemu výskumu a inováciám sa vedcom podarilo dosiahnuť značný pokrok v porozumení dopadov vesmírneho letu na spánok a v hľadaní efektívnych riešení. Budúcnosť spánku vo vesmíre bude pravdepodobne zameraná na personalizované stratégie, využitie osvetlenia a potenciálne aj experimentovanie s metabolickým poklesom, aby sa astronauti mohli počas dlhodobých misií odpočívať efektívne a udržiavať si optimálnu výkonnosť.