우주에서의 수면

Sleep in space
2007년 국제우주정거장 가압모듈 하모니노드 안에서 지구궤도의 초중력에서 잠든 우주인.

우주에서 자는 것은 우주인의 건강, 능력, 사기에 영향을 미치는 우주 의학 및 임무 계획의 중요한 부분이다.

인간의 우주 비행은 종종 우주 비행사들에게 휴식 없이 오랜 시간을 견뎌야 한다.연구에 따르면 수면 부족은 중요한 [1][2][3]일을 수행하는 동안 오류를 일으키는 피로를 야기할 수 있다.또한, 피곤한 사람들은 종종 그들의 [4]장애의 정도를 판단하지 못한다.우주 비행사와 지상 승무원들은 수면 부족과 일주기 리듬 장애의 영향을 자주 받는다.수면 부족, 수면 이동 및 작업 과부하로 인한 피로감은 우주 비행 참가자를 탑승자의 건강과 안전뿐만 아니라 임무 목표를 위태롭게 하는 성능 오류를 야기할 수 있습니다.

SLS-1 모듈(STS-40)에서 눈을 가리고 자는 미션 스페셜리스트 마가렛 레아 세든

개요

우주에서 잠을 자는 것은 우주 비행사들이 샤워실 크기의 작은 객실인 승무원 오두막에서 잠을 자야 한다.그들은 벽에 [5]묶여있는 침낭에 누워있다.우주비행사들은 우주에서 [6]자는 동안 악몽과 꿈을 꾸고 코를 골았다고 보고했다.

수면과 승무원 숙소는 환기가 잘 되어야 한다; 그렇지 않으면, 우주 비행사들은 산소가 부족하고 숨을 헐떡이며 깨어날 수 있다. 왜냐하면 그들 자신의 배출된 이산화탄소의 거품이 [7]머리 주위에 형성되었기 때문이다.뇌세포는 산소 부족에 극도로 민감하고, 뇌세포는 산소 공급이 사라진 지 5분도 안 돼 죽기 시작할 수 있다. 그 결과 뇌 저산소증은 빠르게 심각한 뇌 손상이나 심지어 [8]죽음을 초래할 수 있다.뇌에 대한 산소의 감소는 치매와 뇌 손상을 야기할 수 있으며 다른 [9]증상들도 많이 일으킨다.

21세기 초, ISS의 승무원들은 하루에 [10]평균 6시간 정도 잠을 잔다고 한다.

바닥에 엎드려.

만성적인 수면 손실은 전체 수면 손실과 유사하게 수행에 영향을 미칠 수 있으며, 최근 연구에 따르면 17시간 동안의 각성 후 인지 장애는 혈중 알코올 수치 상승으로 인한 장애와 유사합니다.

작업 과부하와 주기적 비동기화가 성능 저하를 일으킬 수 있다는 주장이 제기되었습니다.교대 근무를 하는 사람들은 수면/기상 스케줄의 타이밍이 자연 일광과 맞지 않기 때문에 피로가 가중된다(교대 근무 증후군 참조).자동차 및 산업 재해가 발생하기 쉬울 뿐만 아니라 업무의 [11]질과 생산성이 떨어집니다.

NASA의 지상 요원들은 야간 교대 근무 중에 중요한 국제 우주 정거장 운영을 지원하면서 슬램 시프트(슬램 시프트)의 영향을 받습니다.

우주에서

비행 엔지니어 니콜라이 부다린은 국제우주정거장(ISS)의 즈베즈다 서비스 모듈의 수면 스테이션에서 컴퓨터를 사용하고 있다.
A man, dressed in blue work clothing, seen in a small cubicle. On the walls around him can be seen a sleeping bag, children's drawings, technical manuals and stained insulation. A small porthole in the centre of the wall behind him shows the nose of the Space Shuttle Atlantis and the blackness of space.
우주 비행사 유리 우사초프는 카유트카라고 불리는 미르의 침실 칸에 있었다.

아폴로 계획 동안, (1) 승무원의 비행 전 일주기 리듬에 최소한의 지장을 줄 경우, (2) 우주선의 모든 승무원이 동시에 잠을 잘 수 있을 때, (3) 승무원이 가장 쉽게 잠을 잘 수 있을 때, 명령 모듈과 달 모듈에서 사용 가능한 소량의 적절한 수면이 가장 쉽게 달성된다는 것이 발견되었다.(4) 24시간 동안 방해받지 않는 (무선 정숙) 6-8시간의 휴식 시간을 제공하기 위해 작업 일정을 편성하고 필요에 따라 수정했다. (5) 승무원이 표류하지 않도록 0시간, 느슨한 구속 장치를 제공하였다. (6) 달 표면에는 해먹 또는 다른 형태의 침대가 제공되었다. (7)쾌적함을 위해 실내 온도와 수면복의 적절한 조합, (8) 승무원이 계기등을 어둡게 하고 눈을 가리거나 실내에서 햇빛을 차단할 수 있으며 (9) 펌프와 같은 장비가 적절히 [12]차단되었다.

NASA의 경영진은[when?] 현재 우주인들이 임무와 행사를 완수하는 시간을 제한하기 위한 한계를 가지고 있다.이를 "직무 표준에 대한 적합성"이라고 합니다.우주 승무원의 현재 명목 노동 시간은 하루 6.5시간이며 주당 노동 시간은 48시간을 초과해서는 안 된다.NASA는 우주 비행 승무원에게 중요한 작업 부하를 주당 3일의 10시간 근무일 또는 주당 60시간 이상 근무일로 정의합니다(NASA STD-3001, Vol[13].1).우주 비행사들은 고강도 작업 부하 기간이 정신적 육체적 [14]피로를 초래할 수 있다고 보고했다.의료 및 항공업계의 연구에 따르면 수면 및 피로 장애와 함께 증가 및 강도 높은 작업 부하가 심각한 건강 문제 및 성능 [15]오류를 초래할 수 있습니다.

연구는 우주 비행사들의 우주에서의 수면의 질과 양이 지구에 있을 때보다 현저하게 줄어든다는 것을 보여준다.수면 유도 약물의 사용은 장애로 인한 수면 부족을 나타낼 수 있습니다.1997년의 연구는 수면 구조와 수면의 회복 성분이 우주에 있는 동안 교란될 수 있다는 것을 보여주었다.이러한 장애로 인해 성능 [11]오류 발생이 증가할 수 있습니다.

현재 우주 비행 데이터는 정확도, 응답 시간 및 리콜 작업이 모두 수면 손실, 작업 과부하, 피로 및 주기 비동기화의 영향을 받는다는 것을 보여준다.

수면 부족과 피로의 원인이 되는 요인

우주에서의 수면 시간과 질에 영향을 줄 수 있는 가장 일반적인 요인은 다음과 같습니다.[11]

  • 잡음
  • 신체적 불쾌감
  • 공백
  • 다른 승무원들에 의해 야기된 소동
  • 온도

이러한 개별적, 생리학적, 환경적 요인이 수면과 피로에 미치는 영향을 평가하기 위한 근거 수집 노력이 현재 진행 중이다.휴식 일정, 환경 조건, 비행 규칙 및 요건이 수면, 피로 및 성과에 미치는 영향도 [11]평가되고 있다.

일주기 비동기화의 원인이 되는 요인

빛에 노출되는 것은 ISS 탑승 시 일주기 비동기화의 가장 큰 원인이다.ISS는 1.5시간마다 지구를 돌기 때문에 승무원들은 하루에 16번의 일출과 일몰을 경험한다.슬램 시프트(sleep 시프트)는 또한 현재의 우주 [11]비행 환경에서 주기 비동기화를 야기하는 상당한 외부 요인이다.

우주공간에서 [16]일주기 비동기화를 일으킬 수 있는 기타 요인:

  • 교대 근무
  • 연장된 노동 시간
  • 타임라인 변경
  • 슬램 시프트(슬립 시프트)
  • 장시간의 달빛
  • 지구의 화성 솔
  • 화성에서의 화성
  • 비정상적인 환경 신호(즉, 부자연스러운 빛의 노출)

수면 부족, 유전학 및 공간

급성 및 만성 부분 수면 손실은 운영상의 요구와 아직 완전히 파악되지 않은 생리적인 이유로 인해 우주 비행에서 자주 발생한다.어떤 우주인들은 다른 사람들보다 더 많은 영향을 받는다.지구에 기반을 둔 연구는 수면 손실이 우주 비행사의 수행에 위험을 초래하고, 인지 능력, 피로와 졸음, 그리고 수면 항상성 취약성과 건강한 성인의 만성 수면 제한에 크고 신뢰할 수 있는 개인차가 있다는 것을 증명했다.수면 손실에 대한 반응으로 관찰된 안정적이고 특징적인(phenotype) 개인 간 차이는 기초 유전자 구성 요소를 가리킨다.실제로 데이터는 수면-웨이크, 일주기 및 인지 조절과 관련된 일반적인 유전자 변형(다형성)이 건강한 성인의 수면 항상성 및 신경 행동 취약성의 개인 간 차이를 예측하는 지표 역할을 할 수 있음을 시사한다.수면 제한에 대한 다른 취약성의 유전자 예측 변수를 확인하는 것은 우주 비행에서 가장 필요한 피로 대책을 찾는 우주 비행사들을 식별하고 우주에서 [17]적절한 수면을 취하기 위한 의료 기준을 알려주는 데 도움이 될 것이다.

컴퓨터 기반 시뮬레이션 정보

수면의 필요성과 일주기 타이밍의 생물학적 역학을 예시하기 위해 생체역학 모델이 개발되고 있다.이 모델들은 피로와 일주기 비동기화와 [16]관련된 우주 비행사의 성과를 예측할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Harrison, Y; Horne, JA (Jun 1998). "Sleep loss impairs short and novel language tasks having a prefrontal focus". Journal of Sleep Research. 7 (2): 95–100. doi:10.1046/j.1365-2869.1998.00104.x. PMID 9682180. S2CID 34980267.
  2. ^ Durmer, JS; Dinges, DF (Mar 2005). "Neurocognitive consequences of sleep deprivation" (PDF). Seminars in Neurology. 25 (1): 117–29. doi:10.1055/s-2005-867080. PMC 3564638. PMID 15798944.
  3. ^ Banks, S; Dinges, DF (15 August 2007). "Behavioral and physiological consequences of sleep restriction". Journal of Clinical Sleep Medicine. 3 (5): 519–28. doi:10.5664/jcsm.26918. PMC 1978335. PMID 17803017.
  4. ^ Whitmire, A.M.; Leveton, L.B; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, D.F.; Klerman, E.; Shea, C. "Risk of Performance Errors due to Sleep Loss, Circadian Desynchronization, Fatigue, and Work Overload" (PDF). Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions: Evidence reviewed by the NASA Human Research Program. p. 88. Retrieved 17 May 2012.
  5. ^ "A Day in the Life Aboard the International Space Station". NASA. 2015-06-09.
  6. ^ NASA - 우주에서 자는 중
  7. ^ "Daily life". ESA. 19 July 2004. Retrieved 28 October 2009.
  8. ^ 뇌저산소증
  9. ^ 산소 결핍으로 인한 치매
  10. ^ 우주인이 우주에서 가장 오래 머문 역사를 만들기로 했다.
  11. ^ a b c d e Whitmire, A.M.; Leveton, L.B; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, D.F.; Klerman, E.; Shea, C. "Risk of Performance Errors due to Sleep Loss, Circadian Desynchronization, Fatigue, and Work Overload" (PDF). Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions: Evidence reviewed by the NASA Human Research Program. pp. 91–99. Retrieved 17 May 2012.
  12. ^ "Sleep". Working on the Moon: Lessons from Apollo. 2007. Retrieved 10 December 2016.
  13. ^ "NASA SPACE FLIGHT HUMAN SYSTEM STANDARD - VOLUME 1: CREW HEALTH". 1. 25 September 2009. Archived from the original on 6 March 2012. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  14. ^ Sheuring, RA; Jones, JA; Polk, JD; Gillis, DB; Schmid, J; Duncan, J; Davis, J; Novak, JD (2007). The Apollo medical Operations Project: recommendations to improve crew health and performance for future exploration missions and lunar surface operations (PDF) (NASA/TM-2007-214755 ed.). Johnson Space Center, Houston: NASA. Retrieved 10 September 2013.
  15. ^ Whitmire, A.M.; Leveton, L.B; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, D.F.; Klerman, E.; Shea, C. "Risk of Performance Errors due to Sleep Loss, Circadian Desynchronization, Fatigue, and Work Overload" (PDF). Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions: Evidence reviewed by the NASA Human Research Program. pp. 88–89. Retrieved 17 May 2012.
  16. ^ a b Whitmire, A.M.; Leveton, L.B; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, D.F.; Klerman, E.; Shea, C. "Risk of Performance Errors due to Sleep Loss, Circadian Desynchronization, Fatigue, and Work Overload" (PDF). Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions: Evidence reviewed by the NASA Human Research Program. p. 103. Retrieved 17 May 2012.
  17. ^ Goel, Namni; Dinges, David F. (2012). "Predicting risk in space: Genetic markers for differential vulnerability to sleep restriction". Acta Astronautica. 77: 207–213. Bibcode:2012AcAau..77..207G. doi:10.1016/j.actaastro.2012.04.002. PMC 3602842. PMID 23524958.

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