Space Station Shut-Eye: Neue LED-Leuchten können Astronauten (und Ihnen) helfen, besser zu schlafen

Astronauten auf der Internationalen Raumstation tauschen ihre Leuchtstofflampen gegen eine neue Reihe von Leuchtdioden (LEDs) aus, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie ihnen helfen werden, besser zu schlafen und wachsamer zu sein. Wenn die neuen Lichter wie vorgesehen funktionieren, könnte die Technologie auch den Menschen auf der Erde helfen, besser zu schlafen.

Die Intensität und die Farben des Lichts, das von den neuen Solid-State Light Assemblies (SSLAs) emittiert wird, können Millionen verschiedener Lichtspektren erzeugen. Drei Einstellungen helfen dabei, eine Beleuchtungsumgebung zu schaffen, die entweder die Aufmerksamkeit erhöht, Schläfrigkeit fördert oder normales "Tageslicht" bietet, das den Astronauten während normaler Arbeitszeiten hilft, klar zu sehen.

Da die Raumstation die Erde alle 92 Minuten umkreist, können Astronauten an Bord die Sonne 16 Mal an einem Tag aufgehen sehen. Es mag zwar schön klingen, den ganzen Tag schöne Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge zu beobachten, aber dieser schnelle Zyklus von Tag und Nacht kann die Schlafpläne der Astronauten aus dem Gleichgewicht bringen. Hinzu kommt ein anspruchsvoller Arbeitsrhythmus mit gelegentlichen Nachtschichten, und die Astronauten werden mitunter an Schlaflosigkeit leiden. [Schlafen im Weltraum: Wie Astronauten es tun]

Tatsächlich haben Forschungen gezeigt, dass Astronauten nicht genug Schlaf bekommen. Im Durchschnitt schlafen sie etwa 6 Stunden pro Nacht, während ihre Zeitpläne 8,5 Stunden umfassen. Infolgedessen sind Schlaftabletten und Koffein beliebte Waren unter Raumfahrern.

Auf der Erde arbeitet der menschliche Körper auf natürliche Weise im 24-Stunden-Rhythmus, der als zirkadianer Rhythmus bezeichnet wird. Unsere biologischen Uhren hängen von einem regelmäßigen Muster von Sonnenlicht und Dunkelheit ab, um diesen Rhythmus am Laufen zu halten. Im Weltraum sind Astronauten auf künstliche Beleuchtung angewiesen, um ihren Schlaf-Wach-Rhythmus zu regulieren. Aber es ist nicht nur das Timing des Lichts, das auf der Raumstation zählt - die Art der verwendeten Lichter kann einen großen Unterschied machen, wenn es darum geht, die Schlafpläne auf Kurs zu halten.

Leuchtstofflampen und LEDs werden für ihre Energieeffizienz geschätzt, aber das Licht, das sie produzieren, kann zu Schlaflosigkeit beitragen. Beide emittieren blaues Licht, das die Wachsamkeit fördert und gleichzeitig die Menge des natürlichen Schlafhormons Melatonin verringert. Während blaues Licht am Morgen hilfreich sein kann, kann das Eintauchen in blaues Licht vor dem Schlafengehen das Einschlafen erschweren.

Die neuen SSLAs, die in der Raumstation installiert werden, enthalten LEDs, aber mit dem einstellbaren Lichtspektrum wird blaues Licht in der Nacht kein Problem mehr darstellen. Vor dem Zubettgehen wird das neue Beleuchtungssystem ein Spektrum von Licht ohne die kleineren Wellenlängen von blauem und violettem Licht emittieren. Wenn es Zeit ist, wieder aufzuwachen, wird das Lichtspektrum dieses Element des Spektrums einschließen, um die Aufmerksamkeit zu fördern. Dies kann Astronauten dabei helfen, einen gesunden zirkadianen Rhythmus zurückzusetzen oder beizubehalten und sie produktiver zu machen.

Astronauten begannen im August, die alten fluoreszierenden General Luminaire Assemblies zu ersetzen, und der Übergang ist noch nicht abgeschlossen. In der Zwischenzeit hat die NASA untersucht, wie die neuen Lichter die Astronauten durch die Lighting Effects Study beeinflussen.

"Das System kann Millionen von verschiedenen Lichtspektren liefern", sagte Steven Lockley, Schlafspezialist am Brigham and Women's Hospital und Co-Investigator für die Lighting Effects Study, in einer Stellungnahme. "Wir machen die ISS nicht zu einer Disco, aber wir werden drei verschiedene Lichteinstellungen verwenden. Wir werden eine allgemeine Lichteinstellung verwenden, die ein gutes Licht bietet, um während der normalen Arbeit ein verstärktes blaues Licht mit höherer Intensität zu sehen Einstellung, die Wachheit erhöht und die circadiane Uhr bei Bedarf besser verschieben kann, und eine hellere blaue Wellenlängen-reduzierte "Vor-Schlaf" -Einstellung, um das Gehirn zu beruhigen und den Schlaf zu fördern. "

Die Ergebnisse der Schlafstudie werden Flugplanern helfen, die Beleuchtungspläne für Astronauten während der Raumfahrt zu optimieren, aber sie können auch den Menschen auf der Erde helfen, ihre Schlafgewohnheiten zu kontrollieren.

"Die Ergebnisse der Studie sollten klar machen, wann und wie diese verschiedenen Einstellungen der Lichtintensität und des Spektrums zu verwenden sind", sagten NASA-Vertreter in der Erklärung. "Diese Ergebnisse könnten auch zu Vorteilen auf der Erde führen, wie zum Beispiel Schlafmuster für Schichtarbeiter zu managen oder sogar Behandlungen für Schlafstörungen oder Jetlag zu entwickeln."