航天員太空如何睡覺:四大因素可導緻失眠
https://daz120.org/index1.html 2008-09-26 23:06:44
全世界有将近1/4的人深受失眠的困擾,有過失眠的經曆的人更是數不勝數。患失眠症的人是多種多樣的,如果有人告訴你失眠症也同樣困擾着太空中的航天員,你恐怕不會相信。在不少人看來,航天員每天的工作量很大,應該倒頭就能呼呼大睡,更何況是在失重狀态下睡覺,他們應該很樂意享受這種奇妙的感覺才對。
其實,太空中影響航天員睡眠的因素遠比地面多。哪些因素可以影響航天員的睡眠?航天員怎樣才能讓自己在太空中睡個好覺?讀完這篇文章,你會得到初步的答案。
航天員也失眠
在早期的雙人飛行任務中,例如美國“雙子星”飛行任務中,兩名航天員在狹小的座艙内生活和工作。因爲飛行任務很多,他們隻好輪流睡覺。這樣的兩班制工作打亂了航天員的生物節律,同時,值班航天員操作和發出的噪聲也影響了另一名航天員的睡眠,再加上失重引起的不适感,航天員的睡眠狀态很不理想。
在後來的飛行任務中,生活條件改善了,但是仍然有很多航天員失眠。在“阿波羅”7号飛行任務中,飛行中出現了不少失誤,按照操作要求,3名航天員不能同時入睡。航天員對新的輪班休息制度不适應,他們報告飛行頭3天的睡眠狀況相當糟糕,其後睡眠質量也一直下降。因爲疲勞,指揮艙的駕駛員還曾經在值班的時候睡着了,再次出現類似情況時,他不得不服用相關的藥物來保持清醒的狀态。還有的飛行任務,因爲航天員感到十分疲乏而不得不改變原來飛行計劃中的部分項目。飛船到達目的地(比如月球)之後,情況是否有所好轉?可是,阿姆斯特朗和奧爾德林在月球表面也睡得不很好。他們随“阿波羅”11号在月球上停留了21.6小時,這是人類第一次在月球的低重力環境下睡覺。阿姆斯特朗說,寒冷的太空服和難辯、吵雜的指揮部指令才是影響他們睡眠的“罪魁禍首”。當然,進入月球新奇的環境後,所出現的興奮情緒對睡眠也有影響。
在美國航天飛機的短期飛行中,失眠更是一種普遍現象。飛行中,59%實行兩班制工作的航天員和33%實行一班倒工作的航天員要服用才入睡,特别是在飛行任務的開始和最後階段,航天員的平均睡眠時間是5.5小時,比飛行前減少了2.2小時。因爲航天飛機一般是在6:00~8:00發射,航天員在發射前6小時就要起床進行準備活動,初上航天飛機時,航天員是肯定睡不安穩的。
四大因素導緻失眠
太空中的哪些因素會讓航天員睡不着覺?
當飛船處于地球和太陽之間時,陽光照亮了飛船外的太空,這就是白天;而當飛船轉到地球的後面,陽光照不到它時,這就是黑夜。飛船裏繞地球運轉一周的時間是90分鍾。這就是說,在24小時中,航天員能在飛船裏度過16個白天和夜晚。
這種晝夜規律的改變,對航天員的睡眠是有影響的。長期生活在地球上,人類已經習慣了“日出而作,日落而息”的生活。24小時一晝夜的節律讓人體形成了一個以24小時爲周期的生物鍾。這個生物鍾控制着我們體内促進睡眠的激素(褪黑激素)和促進醒覺的激素(皮質醇)的分泌,也控制着我們的大多數生理參數周期,包括體溫、心率、血壓、荷爾蒙和尿的生成等。像時鍾的時間要經常校對一樣,人體的生物鍾必須每天調整,以保證生理上的變化與環境同步。在地球上,我們每天暴露在日光照射下,生物鍾會進行自動調整。當這種晝夜節律被打破時,人體就會出現不适應反應。
舉一個最普遍的例子,乘坐較長時間飛機的人都會飽受時差之苦,出現白天困倦、夜間入睡困難、食欲不振、注意力不集中和體力不濟等不适感。時差僅幾小時,人體就會受到很大影響,人體在太空中受到的影響就更大了。特别是早期,載人航天器空間狹小,乘員很多,航天員隻能在座椅上睡覺,這種晝夜節律造成生理系統紊亂的情況就更嚴重。
在近地球軌道,太陽每90分鍾升起和落下各一次,這可能是導緻航天員睡眠不良的原因。這是STS-47航天飛機上的航天員捕捉到的太陽升起的景色。
除了晝夜節律改變對航天員的睡眠會有影響外,另一個對航天員睡眠影響很大的因素就是失重。失重使一切物體包括人體中的血液和髒器都失去了重量,這會給人帶來很多不适——失重時,航天員下肢2升左右的血液會流向頭部和胸部,使航天員産生類似地球上倒立時的不适感覺:鼻充血、頭脹、頭痛、身體上部和臉部出現一種令人煩惱的“膨脹”;因爲沒有重力施加在脊柱上,脊柱伸展,刺激背部的神經和肌肉,引起航天員背部疼痛;失重使50%左右的航天員出現運動病症狀,還讓航天員睡覺時“漂浮”在空中,航天員打呼噜或者稍微動一下就會飄到别的地方去或在空中旋轉起來。這些異常而又不舒服的感覺怎麽能使航天員很快入睡并且保持好的睡眠呢?
人們常常會誤認爲,航天員進入太空之後就身處在一片寂靜的環境中。其實,飛船裏并不安靜,裏面的噪聲相當于噴氣式飛機内的噪聲水平。這些噪聲主要來源于生命支持系統,特别是風扇、方向推進器、抽水機、發電機和與控制系統連接的通訊網絡。據一些俄羅斯和美國航天員說,當他們的注意力集中在飛行任務上時,這些噪聲不會造成任何不舒适的感覺,而在休息、娛樂的時候,它們會成爲極大的幹擾。
前蘇聯、俄羅斯的研究結果表明,在飛行中,航天員生活在一種與世隔絕的環境裏,常常會感到生活單調、出現抑郁的情緒,同時也會引起航天員視聽上的錯覺。長期飛行的航天員在飛行後期會感到十分疲勞,有的甚至不能完成規定的任務,這些心理和生理的疲勞對航天員的睡眠是有很大影響的。
爲航天員支招
航天睡眠研究發現,航天員在太空中失眠對第二天工作的影響要比在地球上大。航天員的失眠可能會影響到整個航天任務的完成。航天員在太空飛行中出現失眠,治療方法似乎隻能是服用,但是醫生們告誡,長期服用對航天員的身體和工作是極爲不利的,爲了幫助航天員,飛船設計師花大力氣改善艙内的環境。現在,航天員不用再到處“打遊擊”,他們有專門的睡覺地方,甚至有像小櫃子一樣的“卧室”,舒适度和安全性大爲改進。“卧室”的内部較爲寬敞,裏面有可以控制溫度的“床”,并且配備了 “枕頭”和可以限制航天員睡覺時頭部、身體運動的限制、支持裝置,這樣航天員睡覺時不會到處“遊蕩”或者被在自己面前漂浮的胳膊吓一跳。美國和前蘇聯/俄羅斯的醫學專家還專門爲航天員如何克服失眠支招。
首先,要盡可能地按照地面作息時間來合理安排飛行期間的作息時間。例如,美國航天員在太空中的作息制度是按照休斯頓的晝夜節律時間來安排的,航天員每天有8小時的睡眠時間(22:00~6:00),隻有在返回的前3天才提前2小時睡覺。前蘇聯/俄羅斯也強調航天員在飛行期間要維持與莫斯科時間同步的睡眠-工作周期,規定航天員每天8小時睡覺,8小時工作,8小時進行行政、内務整理和訓練,一周工作5天,休息2天。
在一些特殊情況下,如發射和返回時間不能更改、航天任務多而必須采用兩班倒工作制、飛行器出現緊急情況需要抓緊時間搶修等,這時航天員必須調整生物鍾來适應新的情況。比如前面所提到的,航天飛機發射時,航天員必須2點起床,如果航天員起床後迷迷糊糊、精力不集中就會影響後面的飛行任務。如何将航天員的最佳工作狀态調整到2 點呢?NASA采用了調整生物鍾的方法。飛行前,航天員在肯尼迪中心有一周的隔離時間,期間航天員每天提前一小時睡覺,到發射的時候,他們醒來的時間就變成了2點。在軌飛行時,如果航天員需要改變生物鍾,也可以采用這種方法。
而有效對付失重的方法就是在地面多進行一些有針對性的訓練方法。爲了防止航天運動病對睡眠的影響,航天員進行一般性的體育訓練時還要加上滾輪、秋千、體操、彈跳網、跳闆、滑冰、遊泳等項目,特殊訓練中加入轉椅、秋千、離心機、特技飛行和失重飛機訓練等。爲了減少失重狀态下航天員的血液倒流向頭部引起不适情況的發生,在地面上,航天員要躺在一個旋轉床上反複倒立、站立的方法,在發射前幾天晚上,航天員均采用頭低位方法睡覺。
除了上述方法外,研究人員發現用多次、短暫的睡眠代替通常的、連續的睡眠(每天6~8小時的睡眠),可以延長航天員的工作時間,因此他們提議如果飛行中出現緊急情況,航天員必須連續工作時,可以采用在工作中隔一定時間“打個盹”的方法,這樣既可以減少航天員的總睡眠時間,又不影響工作。
随着星際飛行任務的到來,一些新的問題又擺在了專家們的案頭上。例如月球上的晝夜節律與地球完全不同,月球陸地上大約有2周的時間能受到陽光照射,随後就是2周時間的漫長黑夜,航天員能夠在這種新環境下很好入睡嗎?在去往火星的路途中,太空光環境與地面不同,那裏有持續的光照和一個黑天鵝絨般的天空,這對航天員的睡眠有影響嗎?航天員經過失重飛行後進入火星,能夠适應火星上0.38的重力環境嗎?這些問題都有待今後航天醫學家們來解決。
