宇宙で眠る
珍しい場所で眠る
2007年、国際宇宙ステーションの与圧モジュール「ハーモニー」内で、地球周回軌道の微小重力（地球の周りを自由落下し続ける）の中で眠る宇宙飛行士。

宇宙での睡眠は宇宙医学とミッション計画の一部であり、宇宙飛行士の健康、能力、士気に影響を与えます。

有人宇宙飛行では、宇宙飛行士はしばしば長時間の休息なしでの作業に耐える必要があります。研究によると、睡眠不足は疲労を引き起こし、重要な任務を遂行する際にミスにつながる可能性があります。[1] [2] [3] また、疲労を感じている人は、自身の障害の程度を判断できないことがよくあります。[4]宇宙飛行士と地上クルーは、睡眠不足や概日リズムの乱れの影響に悩まされることがよくあります。睡眠不足、睡眠時間のずれ、過負荷による疲労は、パフォーマンスの低下を引き起こし、宇宙飛行士のミッション目標の達成を危うくするだけでなく、搭乗者の健康と安全を脅かすリスクがあります。

ミッションスペシャリストのマーガレット・リア・セドンは目隠しをしてSLS-1モジュール（STS-40）で眠っている。

説明

宇宙で眠るには、宇宙飛行士はシャワー室ほどの小さな部屋であるクルーキャビンで眠る必要があります。彼らは壁に縛り付けられた寝袋に横たわります。 [5]宇宙飛行士は、宇宙で眠っている間に悪夢や夢を見たり、いびきをかいたりすると報告しています。[6]

寝室や乗組員の居住空間は十分な換気が必要です。[7] 21世紀初頭（いつ頃？）には、ISSの乗組員は1日平均約6時間しか眠らないと言われていました。[8]

地上で

慢性的な睡眠不足は、総睡眠不足と同様にパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があり、最近の研究では、17 時間覚醒した後の認知機能の低下は、血中アルコール濃度の上昇による認知機能の低下と同程度であることが示されています。

過負荷と概日リズムの非同期化は、パフォーマンスの低下を引き起こす可能性があることが示唆されています。交代勤務を行う人は、睡眠・覚醒のタイミングが自然光と同期していないため、疲労が増大します（交代勤務症候群を参照）。彼らは自動車事故や産業事故に遭いやすく、仕事の質と生産性も低下します。[9]

NASAの地上要員も、夜勤中に 国際宇宙ステーションの重要な運用をサポートしているため、スラムシフト (スリープシフト) の影響を受けています。

宇宙で

フライトエンジニアのニコライ・ブダリンは、国際宇宙ステーションのズヴェズダサービスモジュールの睡眠ステーションでコンピューターを使用しています。
小さな個室の中に青い作業服を着た男性がいる。
ユーリ・ウサチョフ宇宙飛行士がミールの寝室「カユトカ」にいる

アポロ計画では、司令船と月着陸船という限られた空間で十分な睡眠をとるために、(1) 飛行前の乗組員の概日リズムをできるだけ乱さないこと、(2) 宇宙船内の乗組員全員が同時に就寝すること、(3) 就寝前に宇宙服を脱ぐことができること、(4) 24時間ごとに6～8時間の邪魔されない（無線が途切れない）休息時間を確保できるよう作業スケジュールが組まれ、必要に応じて修正されること、(5) 無重力状態では乗組員が漂流しないよう緩い拘束具が用意されること、(6) 月面ではハンモックなどのベッドが用意されること、(7) 船内の温度と寝間着の快適さが適切に調整されること、(8) 乗組員が計器の照明を暗くし、目を覆うか船内への日光を遮断できること、(9) ポンプなどの機器の音が適切に消音されることが最も容易であることがわかった。[10]

NASAの経営陣は現在[いつ？ ]、宇宙飛行士が任務やイベントを完了する時間数を制限する制限を設けています。これは「職務適性基準」として知られています。宇宙飛行士の現在の公称労働時間は1日6.5時間で、週の労働時間は48時間を超えてはなりません。NASAは、宇宙飛行士の重大な作業負荷過負荷を、週3日、1日10時間労働、または週60時間を超える労働時間と定義しています（NASA STD-3001、第1巻[11]）。宇宙飛行士は、高強度の作業負荷が一定期間続くと、精神的および肉体的な疲労につながる可能性があると報告しています。[12] 医療業界および航空業界の研究では、増加した高強度の作業負荷が睡眠障害や疲労と相まって、重大な健康問題やパフォーマンスの低下につながる可能性があることが示されています。[13]

研究によると、宇宙飛行士の睡眠の質と量は、地球にいる時よりも宇宙滞在中に著しく低下することが示唆されています。睡眠導入剤の使用は、睡眠障害による睡眠不足の兆候である可能性があります。最新の宇宙飛行データは、正確性、反応時間、記憶力といった課題が、睡眠不足、過重労働、疲労、概日リズムのずれによって影響を受けることを示しています。

睡眠不足と疲労につながる要因

宇宙滞在中の睡眠の長さと質に影響を与える最も一般的な要因は次のとおりです。[9]

  • ノイズ
  • 身体的な不快感
  • ボイド
  • 他の乗組員による騒動
  • 温度

現在、これらの個人的、生理学的、環境的要因が睡眠と疲労に及ぼす影響を評価するためのエビデンス収集活動が進行中です。また、作業・休息スケジュール、環境条件、飛行規則や要件が睡眠、疲労、パフォーマンスに及ぼす影響についても評価が行われています。[9]

ポール・J・ワイツは、スカイラブでは無重力であったにもかかわらず垂直に眠ることができなかったため、寝袋の金属フレームを取り外し、その上で水平に眠ったと語った。[14]

概日リズムの非同期化に寄与する要因

国際宇宙ステーション（ISS）における概日リズムの非同期化の最大の要因は光への曝露です。ISSは1.5時間ごとに地球を周回するため、搭乗員は1日に16回の日の出と日の入りを経験します。また、現在の宇宙飛行環境においては、スラムシフト（睡眠シフト）も概日リズムの非同期化を引き起こす重要な外的要因です。[9]

宇宙で概日リズムの非同期化を引き起こす可能性のある他の要因：[15]

  • 交代勤務
  • 長時間労働
  • タイムラインの変更
  • スラムシフト（スリープシフト）
  • 月の昼間の長時間の光
  • 地球上の火星の太陽
  • 火星の太陽
  • 異常な環境要因（例：不自然な光への曝露）

睡眠不足、遺伝、そして空間

宇宙飛行では、運用上の要求とまだ完全には解明されていない生理学的理由により、急性および慢性の部分的な睡眠不足が頻繁に発生します。一部の宇宙飛行士は他の宇宙飛行士よりも影響を受けます。地上での研究では、睡眠不足が宇宙飛行士のパフォーマンスにリスクをもたらすこと、および健康な成人における急性の完全な睡眠不足と慢性の睡眠制限に対する認知パフォーマンス、疲労と眠気、睡眠恒常性の脆弱性の程度には大きく信頼性の高い個人差があることが実証されています。睡眠不足への反応として観察される安定した形質のような（表現型の）個人差は、根底にある遺伝的要素を示しています。実際、データは、睡眠覚醒、概日リズム、認知制御に関与する共通の遺伝子変異（多型）が、健康な成人における睡眠恒常性と睡眠制限に対する神経行動学的脆弱性の個人差を予測するマーカーとして役立つ可能性があることを示唆しています。睡眠制限に対する脆弱性の遺伝的予測因子を特定することで、宇宙飛行中に疲労対策を最も必要とする宇宙飛行士を特定し、宇宙で十分な睡眠を得るための医療基準を策定するのに役立つだろう。[16]

コンピュータベースのシミュレーション情報

睡眠の必要性と概日リズムの生物学的ダイナミクスを具体化するための生物数学モデルが開発されています。これらのモデルは、疲労や概日リズムの非同期化に関連する宇宙飛行士のパフォーマンスを予測できる可能性があります。[15]

参照

参考文献

  1. ^ Harrison, Y; Horne, JA (1998年6月). 「睡眠不足は前頭葉に焦点を置いた短時間および新規言語課題の遂行能力を低下させる」. 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 (2005年3月). 「睡眠不足による神経認知への影響」(PDF) . Seminars in Neurology . 25 (1): 117–29 . doi :10.1055/s-2005-867080. PMC 3564638. PMID 15798944  . 
  3. ^ Banks, S; Dinges, DF (2007年8月15日). 「睡眠制限の行動的および生理学的影響」. Journal of Clinical Sleep Medicine . 3 (5): 519–28 . doi :10.5664/jcsm.26918. PMC 1978335. PMID 17803017  . 
  4. ^ Whitmire et al. 2009, p.88.
  5. ^ 「国際宇宙ステーションでの一日」NASA 2015年6月9日
  6. ^ “Sleeping in Space”. NASA . 2023年6月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  7. ^ 「Daily life」ESA、2004年7月19日。 2009年10月28日閲覧。
  8. ^ 「宇宙飛行士、宇宙滞在最長記録樹立へ」USA Today . 2023年6月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  9. ^ abcd Whitmire et al. 2009, 91–99ページ。
  10. ^ 「睡眠」。『月面での活動：アポロからの教訓』。2007年。 2016年12月10日閲覧。
  11. ^ NASA宇宙飛行人体システム標準 - 第1巻：乗組員の健康（報告書）第1巻。2009年9月25日。2012年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  12. ^ Sheuring, RA; Jones, JA; Polk, JD; Gillis, DB; Schmid, J; Duncan, J; Davis, J; Novak, JD (2007). アポロ医療運用プロジェクト：将来の探査ミッションおよび月面活動における乗組員の健康とパフォーマンス向上のための提言(PDF) (NASA/TM-2007-214755 ed.). ジョンソン宇宙センター、ヒューストン：NASA . 2013年9月10日閲覧。
  13. ^ Whitmire et al. 2009, 88–89ページ。
  14. ^ Schudel, Matt (2017年10月24日). 「スカイラブの修理に携わり、スペースシャトルの指揮を執った宇宙飛行士、ポール・ワイツ氏が85歳で死去」ワシントン・ポスト. 2017年10月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年10月25日閲覧。
  15. ^ Whitmireら、2009年、103ページ。
  16. ^ Goel, Namni; Dinges, David F. (2012). 「宇宙におけるリスク予測：睡眠制限に対する脆弱性の差を示す遺伝子マーカー」. Acta Astronautica . 77 : 207– 213. Bibcode :2012AcAau..77..207G. doi :10.1016/j.actaastro.2012.04.002. PMC 3602842. PMID 23524958  . 
  • Whitmire, AM; Leveton, LB; Barger, L.; Brainard, G.; Dinges, DF; Klerman, E.; Shea, C. (2009年1月). 「睡眠不足、概日リズムの非同期化、疲労、および過負荷によるパフォーマンスエラーのリスク」(PDF) .宇宙探査ミッションにおける人間の健康とパフォーマンスリスク：NASA有人研究プログラムによる証拠レビュー. pp.  86– 116. 2013年6月5日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2012年5月17日閲覧.

パブリックドメイン この記事には、アメリカ航空宇宙局（NASA）発行の「宇宙探査ミッションにおける人間の健康とパフォーマンスリスク（PDF）」のパブリックドメイン資料が組み込まれています。 （NASA SP-2009-3405）。

出典

  • http://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/living-sleeping.asp
  • http://science.howstuffworks.com/sleep-in-space.htm
  • http://www.theatlantic.com/technology/archive/2013/02/what-its-like-for-astronauts-to-sleep-in-space/273146/
  • NASA.gov
  • NASA.gov

さらに読む

  • グリフィス、キャンディス、マハデヴァン、サンカラン（2006年5月）「睡眠不足が人間のパフォーマンスに与える影響：メタ分析アプローチ」（PDF） 。 2012年5月30日閲覧。
  • Maddox, W. Todd; Glass, Brian D.; Wolosin, Sasha M.; Savarie, Zachary R.; Bowen, Christopher; Matthews, Michael D.; Schnyer, David M. (2009). 「睡眠不足が情報統合・分類能力に与える影響」. Sleep . 32 (11): 1439–48 . doi :10.1093/sleep/32.11.1439. PMC  2768950. PMID  19928383 .
  • 「睡眠とパフォーマンス研究センター」ワシントン州立大学スポケーン校。 2012年5月30日閲覧。
  • NASA - 宇宙で眠る
  • アトランティック誌 - 宇宙飛行士の宇宙での睡眠はどんな感じか - 2013年2月
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