
我们大多数人花在看屏幕上的时间、每天需要处理的事情以及大多数住房的设计都提供明亮的人造光,要养成健康的睡眠习惯并不是一件容易的事。但如果你认为在地球上很难做到这一点,想象一下在太空中睡个好觉有多难。
国际空间站(ISS)上的宇航员必须应对与日出日落完全无关的日常工作,并应对低重力和严格限制等独特的环境挑战。研究表明,宇航员很难获得足够的优质睡眠,这可能会导致健康问题并降低工作效率。
促进宇航员健康的大部分工作都集中在身体活动上,例如锻炼,以防止肌肉萎缩或日程安排限制,例如确保他们在繁忙的工作中有时间放松。长期以来,宇航员生活和工作的环境都是出于纯粹实用性的考虑而设计的,几乎没有审美的余地。但现在,我们开始思考设计如何帮助宇航员变得更快乐、更健康。
扩大或彻底改变国际空间站的空间成本高昂,但帮助宇航员更好地休息和工作的一个想法看似简单:只需改变照明即可。这是一组丹麦建筑师进行实验的目标,他们正在向国际空间站发送一种新的照明系统进行测试,希望它能够改善宇航员的睡眠和情绪。我们采访了 SAGA 的首席建筑师 Sebastian Aristotelis 以了解更多信息。
环境的作用
人体的昼夜节律主要由我们所接触的光量决定,因为我们的身体将亮光的存在视为醒来的信号,将亮光的消失视为睡眠的提示。这就是为什么疾病预防控制中心等组织建议人们在睡觉前避免看手机屏幕等明亮的蓝光源,并确保在醒来后不久就得到一些光线,以帮助我们开始新的一天。
这有助于设定内部生物节律,这对于从激素产生到大脑活动的一切都很重要。但人造光的存在颠覆了这个系统,改变了昼夜节律并导致睡眠问题。

对于宇航员来说,这是一个更严重的问题,他们已经不得不处理睡眠问题,并且报告称每晚的睡眠时间只有五到六个小时,远远低于成人建议的八到十个小时的睡眠时间。空间站上当前的照明系统允许宇航员根据自己的需要进行一些调整,但它在很大程度上是一个围绕提供充足的工作光线而设计的功能系统,而不是为了促进健康的睡眠模式而设计的。
丹麦设计公司 SAGA 一直致力于将其以人为本的设计知识与太空任务设计经验相结合,创建一种名为“昼夜节律灯”的照明系统,该系统将于今年夏天发送到国际空间站,由丹麦宇航员安德烈亚斯·摩根森 (Andreas Mogensen) 进行测试。他将于今年晚些时候抵达那里执行为期六个月的任务。
单调的问题
围绕昼夜节律设计照明的原则是众所周知的:早上使用大量包含蓝色波长的明亮光,晚上使用不含蓝色波长的暗光。在决定哪种类型的光最有益时,设计师直接从大自然中汲取灵感。他们开发的灯具有三个不同的面,发出不同波长和强度的光,以模仿地球上全天光质量的变化。
这意味着它有可能改变房间的感觉。 “光是改变整个房间外观最容易的方式,”亚里士多德说。 “在改变灯光方面,你可以得到很多实惠。”
不过,照明的潜力远不止通过调亮和调暗来发出醒来和睡觉的信号。很难想象,但宇航员必须面对的一大心理挑战就是无聊。环境的单调性是无情的,诸如可用食物、温度、照明和空气质量等因素在数周甚至数月内都保持一致。宇航员在执行任务的头几周或几个月里在太空中感到兴奋和兴奋是很常见的,但很快每一天的千篇一律就开始消失。

出于安全原因,大多数内容都无法更改,但照明可以。实验所在的船员宿舍内的照明确实需要实用和实用,但与空间站其他部分相比,也有更多的空间可以根据美观进行调整。
因此,昼夜节律照明系统不会每天模拟完全相同的日出 – 阳光 – 日落周期。有些早晨会看到更暗淡、更柔和的颜色,而另一些早晨会看到明亮、美丽的色调。这种变化实际上比每天重复相同的模式更有吸引力,即使有些日子比其他日子更令人愉快。
“打破单调真正需要的不一定是良好的刺激或舒适的刺激,而只是刺激,”亚里士多德说。 “如果连续 100 天都是中等温度,我相信寒冷的一天实际上会很舒服。”
小干预,大影响
这盏灯将安装在摩根森的船员宿舍中,其目的是帮助他晚上睡得更好,醒来时精力更充沛。除了在国际空间站上进行测试外,还将在地球上进行一项实验,以测试该系统的功效。
如果结果有希望,这种方法可以帮助以最小的成本改善宇航员的日常生活。当然,拥有更多的空间和隐私固然很好,但如果不花费大量资金扩建空间站,这实际上是不可能实现的。但安装灯相对容易完成。
“在福祉方面的投资回报率非常高,”亚里士多德说。 “特别是因为睡眠是人体的一种奇妙机制。”
还可以进行调整,让宇航员在晚上有空闲时间来完成诸如给家人或朋友打电话或处理个人项目等任务,模拟日落的持续时间也会延长。地球上的日落通常持续 20 分钟左右,但在国际空间站上,照明系统会在宇航员睡觉前根据需要延长这一时间。

未来还有一些想法可以让系统变得更加动态。目前,灯通过不同的预设模式循环,以提供一些日常变化。但未来的系统可以设计为响应环境条件,例如当站外辐射量较高时改变照明条件。通过将照明与声音和气味等其他感官方式相结合,可以创建一个更加动态的环境,实际上可以让宇航员了解周围的情况。
“想象一下,如果栖息地受到大量辐射,扬声器就会发出风声。然后你会利用你的直觉之一来理解你需要保护自己免受某些东西的侵害,”亚里士多德说。 “这就是我们想去的地方,所以光不是随机的,
它实际上是由环境决定的。”
照亮空间站及其他地方
为宇航员的福祉而设计对于国际空间站来说很重要,但对于地球轨道以外的长期太空任务来说更为重要。由于计划很快派遣美国宇航局宇航员在月球上执行长达数月的任务,以及探索甚至在其他行星上定居的长期愿景,我们需要找到方法来重建类似地球的条件,让探险家感到舒适和执行处于最佳状态。
这意味着空间设计不仅要考虑食物和水的实际需求,还要考虑人类对多样性、舒适性和趣味性的需求。我们探索星星所需的许多东西与我们在家庭环境中视为理所当然的东西是一样的。
“我喜欢为太空中的人类进行设计,”亚里士多德说。 “人类在地球上和在太空中都是同一个人。我们需要同样数量的刺激。”