Besättningsmedlemmar på den internationella rymdstationen (ISS) kan uppleva soluppgångar och solnedgångar i snabb följd - cirka 16 "solnedgångar" per dag eftersom rymdstationen cirklar jorden en gång var 90:e minut.
De flesta människor fungerar regelbundet på en 24-timmarscykel som kallas en dygnsrytm. Men rymdstationsmiljön skapar en avvikelse från cykeln av ljusa och mörka astronauter är vana vid hemma. Hög arbetsbelastning, behovet av att arbeta "nattskift", rymdfärdens spänning, plus att den ovanliga miljön kan störa astronauternas dygnsklockor. Dessa faktorer kan kombineras för att störa sömnen, vilket i sin tur kan påverka prestandan.
Att vara klarvaken när de borde sova är faktiskt en långvarig utmaning bland ISS-besättningsmedlemmar. Studier av astronauter som flög mellan 2001-2011 med rymdfärjan och 2006-2011 på stationen visade att astronauter sov betydligt mindre i rymden än de gjorde på jorden. Ungefär ¾ av dem rapporterade att de använde sömnbefrämjande piller under sina sex månader långa uppdrag. Användning av koffein är också vanligt bland ISS-astronauter för att bekämpa dåsighet under dagtid.
Men NASA letar efter ett bättre sätt att lösa problemet. Hemligheten ligger i själva ljuset. Det är känt att det blåberikade ljuset som sänds ut av våra bärbara datorer kan hålla oss vakna på natten. En ny NASA-studie kommer att undersöka hur man använder det till förmån för mänskligheten, och inte bara på ISS.
Denna ljusstudie – känd som ljuseffektstudien – sammanfaller med en ”makeover” av belysningen på rymdstationen. Lysrören på stationen ersätts med ett nytt system med halvledarljusdioder (LED). Inte bara är lysdioderna mer energieffektiva och säkrare, de kan bokstavligen kasta alla möjliga ljus över studieämnet.
Brigham and Women's Hospitals Dr. Steven Lockley och Thomas Jefferson Universitys Dr. George Brainard är de huvudansvariga utredarna av ljuseffektstudien. Lockley förklarar:"Ljus har ett antal effekter på vår sömn och dygnsrytm; är en naturlig stimulans och kan förbättra vakenhet och prestation, och även hjälpa till att återställa 24-timmarsklockan när den blir ur synk. Det mänskliga ögat innehåller ett ljuskänsligt protein som kallas melanopsin, skiljer sig från stavarna och kottarna som vi använder för att se, som upptäcker ljus i ögat och förmedlar dessa effekter. Melanopsin är mest känsligt för kortvågigt blått ljus och genom att öka eller minska andelen av dessa blå våglängder i vitt ljus, vi kan öka vakenhet, eller främja sömn, respektive."
Lockley säger, "NASA har utvecklat ett multi-LED-belysningssystem för att dra fördel av dessa ljuseffekter. Systemet kan ge miljontals olika ljusspektra. Vi gör inte ISS till ett diskotek, men vi kommer att använda tre olika ljusinställningar. Vi använder en allmän ljusinställning som ger ett bra ljus att se under normalt arbete, en inställning med högre intensitet med blått ljus som höjer vakenhet och bättre kan växla dygnsklockan när det behövs, och en lågintensiv blå våglängdsutarmad "före sömn"-inställning för att lugna hjärnan och främja sömn. Vi kommer att studera effekten av dessa lampor i framtida uppdrag."
Resultaten av denna studie förväntas hjälpa till att definiera riktlinjer för belysningsprotokoll under framtida ISS och mänskliga rymduppdrag. Studieresultat bör göra det tydligt exakt när och hur man använder dessa olika inställningar av ljusintensitet och spektrum. Dessa resultat kan också leda till jordbaserade fördelar som att hjälpa till att hantera sömnmönster för skiftarbetare, eller till och med utveckla behandlingar för sömnstörningar eller jetlag.
