宇宙で暮らすための鍵は…優れた照明システムでしょうか?

私たちのほとんどが画面を見ながら過ごす時間、1 日に多くのことを詰め込む必要があること、そしてほとんどの住宅の設計が明るい人工照明を提供することなどの理由から、健康的な睡眠習慣を定着させるのは簡単なことではありません。しかし、地球上でそれをするのが難しいと思うなら、宇宙でぐっすり眠ることがどれほど難しいかを想像してみてください。

国際宇宙ステーション (ISS) の宇宙飛行士は、太陽の昇ったり沈んだりすることから完全に切り離された日常生活に対処するだけでなく、低重力や厳重な閉じ込めといった独特の環境上の課題にも対処しなければなりません。 研究による と、宇宙飛行士は質の高い睡眠を十分にとることができず、健康上の問題や仕事の効率の低下につながる可能性があります。

宇宙飛行士の健康を促進するために行われる作業のほとんどは、筋肉の消耗を防ぐための運動や、忙しい仕事から離れてリラックスできる時間を確保するなどのスケジュール上の制約などの身体活動に焦点を当てています。長い間、宇宙飛行士が生活し、働いていた環境は、美学が考慮される余地はほとんどなく、純粋に実用的な考慮事項を念頭に置いて設計されてきました。しかし今、私たちは宇宙飛行士がより幸せで健康になるためにデザインがどのように役立つかを考え始めています。

ISS の空間を拡張したり根本的に変更したりするには法外な費用がかかりますが、宇宙飛行士の休息と作業を効率化するためのアイデアの 1 つは、一見簡単そうに見えます。照明を変えるだけです。これが、宇宙飛行士の睡眠と気分を改善できることを期待して、新しい照明システムをテストのために ISS に送っているデンマークの建築家グループによる実験の目標です。 SAGA の主任建築家 Sebastian Aristotelis に詳しく話を聞きました。

環境の役割

人間の体の概日リズムは、主に私たちがさらされる光の量によって設定されます。これは、私たちの体が明るい光の存在を目覚めの合図として受け取り、明るい光の不在を睡眠の合図として受け取るためです。そのため、 CDC のような組織は、就寝前に携帯電話の画面などの明るいブルーライトの発生源を見ないようにすること、また、一日の始まりを助けるために起床後すぐに光を浴びるようにすることを人々にアドバイスしています。

これは、ホルモンの生成から脳の活動まで、あらゆるものにとって重要な体内の生物学的リズムを設定するのに役立ちます。しかし、人工光の存在はこのシステムをひっくり返し、概日リズムを変化させ、 睡眠障害の原因となります 。

これは宇宙飛行士にとってはさらに深刻な問題であり、宇宙飛行士はすでに睡眠問題に悩まされており、成人の推奨睡眠時間である8～10時間よりはるかに少ない、一晩の睡眠 時間が5～6時間 しかないと報告されている。宇宙ステーションの現在の照明システムでは、宇宙飛行士がニーズに応じてある程度の調整が可能ですが、健康的な睡眠パターンを促進するように設計されているというよりも、作業に十分な光を提供することを主眼に設計された機能的なシステムです。

デンマークのデザイン会社SAGAは、人間中心設計の知識と 経験を組み合わせてサーカディアン・ライトと呼ばれる照明システムの開発に取り組んでいる。この照明システムは今夏ISSに送られ、デンマークの宇宙飛行士アンドレアス・モーエンセンがテストする予定だ。彼はその年の後半に6か月の任務のためにそこに到着します。

単調さの問題

概日リズムに基づいて照明を設計する原則はよく理解されています。午前中は青色の波長を含む明るい光をたっぷりと与え、夕方には青色の波長を含まない薄暗い照明を使用します。デザイナーは、どのタイプの光が最も有益かを決定する際に、自然から直接インスピレーションを得ました。彼らが開発したランプには、地球上で 1 日を通して見られる光の質の変化を模倣するために、異なる波長と強度で光を放射する 3 つの異なる面があります。

つまり、部屋の雰囲気を変える可能性があるということです。 「光は部屋全体の外観を変える最も簡単な方法です」とアリストテリス氏は言います。 「照明を変えるという点では、かなりの費用対効果が得られます。」

しかし、照明には、起床と睡眠を知らせるために単に明るくしたり暗くしたりするだけではない、はるかに多くの効果がある可能性があります。想像するのは難しいですが、宇宙飛行士が直面しなければならない大きな心理的課題の 1 つは退屈です。環境の単調さは容赦なく、入手可能な食べ物、温度、照明、空気の質などの要素が一度に数週間、数か月にわたって一定のままです。宇宙飛行士にとって、ミッションの最初の数週間または数か月間は宇宙にいることに興奮し興奮するのはよくあることですが、すぐに同じ毎日に飽き始めます。

これらのほとんどは安全上の理由から変更できませんが、照明は変更できます。そして、実験が行われる乗務員居住区内の照明は実用的かつ機能的である必要がありますが、ステーションの他の部分よりも美観を考慮して調整する余地も多くあります。

したがって、サーカディアン照明システムは、毎日まったく同じ日の出、太陽の光、日の入りのサイクルをシミュレートするわけではありません。朝によっては、より暗く落ち着いた色合いが見られることもありますが、朝には明るく美しい色合いが見られることもあります。実際には、同じパターンが毎日繰り返されるよりも、その変化の方が魅力的です。たとえ、他の日よりも楽しい日があるとしてもです。

「単調さを打破するために本当に必要なのは、必ずしも良い刺激や快適な刺激ではなく、単なる刺激です」とアリストテリスは言いました。 「100日ほど穏やかな気温が続くなら、寒い日もきっと快適だろう。」

小さな介入で大きな効果

モーエンセンの乗組員宿舎に設置されるこのランプの目的は、モーエンセンが夜の睡眠を改善し、より元気に目覚められるようにすることだ。 ISSでの実験と並行して、地球でもシステムの有効性をテストする実験が行われる予定だ。

結果が有望であれば、このアプローチは最小限のコストで宇宙飛行士の日常生活を改善するのに役立つ可能性があります。確かに、より多くのスペースとプライバシーがあればそれに越したことはありませんが、それは駅の拡張に巨額の費用を費やさなければ現実的には達成できません。ただし、照明の取り付けは比較的簡単に行えます。

「幸福という観点から見ると、投資収益率は非常に高いです」とアリストテリス氏は語った。 「特に睡眠は人体の素晴らしいメカニズムだからです。」

宇宙飛行士が夕方に家族や友人に電話したり、個人的なプロジェクトに取り組んだりするための自由時間を確保できるように調整することもでき、シミュレートされた日没の期間は延長されます。地球上の日没は通常約 20 分ですが、ISS では、宇宙飛行士が就寝する前に照明システムが必要に応じてこの時間を延長します。

システムをさらにダイナミックにする将来のアイデアもあります。現在、ランプはさまざまなプリセット パターンを循環して、毎日の変化を与えています。しかし、将来のシステムは、ステーション外の放射線量が高い場合に照明条件を変更するなど、環境条件に対応するように設計される可能性がある。照明を音や匂いなどの他の感覚モダリティと統合することで、実際に宇宙飛行士に周囲の状況を知らせる、よりダイナミックな環境を作り出すことができます。

「生息地に大量の放射線が当たった場合に、風の強い音を鳴らすスピーカーがあったと想像してください。そうすれば、直感の一つを使って、自分を守る必要がある何かがあることを理解するでしょう」とアリストテリスは語った。 「そこが私たちが目指したいところです。ですから光はランダムではなく、実際には環境によって影響を受けます。」

宇宙ステーションとその先を照らす

宇宙飛行士の健康を考慮した設計は ISS にとって重要ですが、地球軌道を超えた長期の宇宙ミッションではさらに重要になります。間もなくNASAの宇宙飛行士を月面での数カ月間のミッションに派遣する計画や、他の惑星を探索し、さらには定住するという長期的なビジョンを考えると、探検家が快適に作業を遂行できるよう、地球に似た条件を再現する方法を見つける必要があるだろう。最高の状態で。

つまり、空間デザインでは食料と水の実際的なニーズだけを考慮するだけでなく、多様性、快適さ、興味といった人間のニーズも考慮する必要があるということです。星を探索するために必要なものの多くは、私たちが家庭環境で当然と思っているものと同じです。

「私は宇宙における人間のためのデザインが大好きです」とアリストテリス氏は語った。 「人間は地球上でも宇宙でも同じ人間です。私たちにも同じ量の刺激が必要なのです。」

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