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航天员太空如何睡觉:四大因素可导致失眠

http://zhuanti.qm120.com 2008-09-26 23:06:44

关键词:失眠常识,航天员

  全世界有将近1/4的人深受失眠的困扰,有过失眠的经历的人更是数不胜数。患失眠症的人是多种多样的,如果有人告诉你失眠症也同样困扰着太空中的航天员,你恐怕不会相信。在不少人看来,航天员每天的工作量很大,应该倒头就能呼呼大睡,更何况是在失重状态下睡觉,他们应该很乐意享受这种奇妙的感觉才对。

  其实,太空中影响航天员睡眠的因素远比地面多。哪些因素可以影响航天员的睡眠?航天员怎样才能让自己在太空中睡个好觉?读完这篇文章,你会得到初步的答案。

  航天员也失眠

  在早期的双人飞行任务中,例如美国“双子星”飞行任务中,两名航天员在狭小的座舱内生活和工作。因为飞行任务很多,他们只好轮流睡觉。这样的两班制工作打乱了航天员的生物节律,同时,值班航天员操作和发出的噪声也影响了另一名航天员的睡眠,再加上失重引起的不适感,航天员的睡眠状态很不理想。

  在后来的飞行任务中,生活条件改善了,但是仍然有很多航天员失眠。在“阿波罗”7号飞行任务中,飞行中出现了不少失误,按照操作要求,3名航天员不能同时入睡。航天员对新的轮班休息制度不适应,他们报告飞行头3天的睡眠状况相当糟糕,其后睡眠质量也一直下降。因为疲劳,指挥舱的驾驶员还曾经在值班的时候睡着了,再次出现类似情况时,他不得不服用相关的药物来保持清醒的状态。还有的飞行任务,因为航天员感到十分疲乏而不得不改变原来飞行计划中的部分项目。飞船到达目的地(比如月球)之后,情况是否有所好转?可是,阿姆斯特朗和奥尔德林在月球表面也睡得不很好。他们随“阿波罗”11号在月球上停留了21.6小时,这是人类第一次在月球的低重力环境下睡觉。阿姆斯特朗说,寒冷的太空服和难辩、吵杂的指挥部指令才是影响他们睡眠的“罪魁祸首”。当然,进入月球新奇的环境后,所出现的兴奋情绪对睡眠也有影响。

  在美国航天飞机的短期飞行中,失眠更是一种普遍现象。飞行中,59%实行两班制工作的航天员和33%实行一班倒工作的航天员要服用才入睡,特别是在飞行任务的开始和最后阶段,航天员的平均睡眠时间是5.5小时,比飞行前减少了2.2小时。因为航天飞机一般是在6:00~8:00发射,航天员在发射前6小时就要起床进行准备活动,初上航天飞机时,航天员是肯定睡不安稳的。

  四大因素导致失眠

  太空中的哪些因素会让航天员睡不着觉?

  当飞船处于地球和太阳之间时,阳光照亮了飞船外的太空,这就是白天;而当飞船转到地球的后面,阳光照不到它时,这就是黑夜。飞船里绕地球运转一周的时间是90分钟。这就是说,在24小时中,航天员能在飞船里度过16个白天和夜晚。

  这种昼夜规律的改变,对航天员的睡眠是有影响的。长期生活在地球上,人类已经习惯了“日出而作,日落而息”的生活。24小时一昼夜的节律让人体形成了一个以24小时为周期的生物钟。这个生物钟控制着我们体内促进睡眠的激素(褪黑激素)和促进醒觉的激素(皮质醇)的分泌,也控制着我们的大多数生理参数周期,包括体温、心率、血压、荷尔蒙和尿的生成等。像时钟的时间要经常校对一样,人体的生物钟必须每天调整,以保证生理上的变化与环境同步。在地球上,我们每天暴露在日光照射下,生物钟会进行自动调整。当这种昼夜节律被打破时,人体就会出现不适应反应。

  举一个最普遍的例子,乘坐较长时间飞机的人都会饱受时差之苦,出现白天困倦、夜间入睡困难、食欲不振、注意力不集中和体力不济等不适感。时差仅几小时,人体就会受到很大影响,人体在太空中受到的影响就更大了。特别是早期,载人航天器空间狭小,乘员很多,航天员只能在座椅上睡觉,这种昼夜节律造成生理系统紊乱的情况就更严重。

  在近地球轨道,太阳每90分钟升起和落下各一次,这可能是导致航天员睡眠不良的原因。这是STS-47航天飞机上的航天员捕捉到的太阳升起的景色。

  除了昼夜节律改变对航天员的睡眠会有影响外,另一个对航天员睡眠影响很大的因素就是失重。失重使一切物体包括人体中的血液和脏器都失去了重量,这会给人带来很多不适——失重时,航天员下肢2升左右的血液会流向头部和胸部,使航天员产生类似地球上倒立时的不适感觉:鼻充血、头胀、头痛、身体上部和脸部出现一种令人烦恼的“膨胀”;因为没有重力施加在脊柱上,脊柱伸展,刺激背部的神经和肌肉,引起航天员背部疼痛;失重使50%左右的航天员出现运动病症状,还让航天员睡觉时“漂浮”在空中,航天员打呼噜或者稍微动一下就会飘到别的地方去或在空中旋转起来。这些异常而又不舒服的感觉怎么能使航天员很快入睡并且保持好的睡眠呢?

  人们常常会误认为,航天员进入太空之后就身处在一片寂静的环境中。其实,飞船里并不安静,里面的噪声相当于喷气式飞机内的噪声水平。这些噪声主要来源于生命支持系统,特别是风扇、方向推进器、抽水机、发电机和与控制系统连接的通讯网络。据一些俄罗斯和美国航天员说,当他们的注意力集中在飞行任务上时,这些噪声不会造成任何不舒适的感觉,而在休息、娱乐的时候,它们会成为极大的干扰。

  前苏联、俄罗斯的研究结果表明,在飞行中,航天员生活在一种与世隔绝的环境里,常常会感到生活单调、出现抑郁的情绪,同时也会引起航天员视听上的错觉。长期飞行的航天员在飞行后期会感到十分疲劳,有的甚至不能完成规定的任务,这些心理和生理的疲劳对航天员的睡眠是有很大影响的。

  为航天员支招

  航天睡眠研究发现,航天员在太空中失眠对第二天工作的影响要比在地球上大。航天员的失眠可能会影响到整个航天任务的完成。航天员在太空飞行中出现失眠,治疗方法似乎只能是服用,但是医生们告诫,长期服用对航天员的身体和工作是极为不利的,为了帮助航天员,飞船设计师花大力气改善舱内的环境。现在,航天员不用再到处“打游击”,他们有专门的睡觉地方,甚至有像小柜子一样的“卧室”,舒适度和安全性大为改进。“卧室”的内部较为宽敞,里面有可以控制温度的“床”,并且配备了 “枕头”和可以限制航天员睡觉时头部、身体运动的限制、支持装置,这样航天员睡觉时不会到处“游荡”或者被在自己面前漂浮的胳膊吓一跳。美国和前苏联/俄罗斯的医学专家还专门为航天员如何克服失眠支招。

  首先,要尽可能地按照地面作息时间来合理安排飞行期间的作息时间。例如,美国航天员在太空中的作息制度是按照休斯顿的昼夜节律时间来安排的,航天员每天有8小时的睡眠时间(22:00~6:00),只有在返回的前3天才提前2小时睡觉。前苏联/俄罗斯也强调航天员在飞行期间要维持与莫斯科时间同步的睡眠-工作周期,规定航天员每天8小时睡觉,8小时工作,8小时进行行政、内务整理和训练,一周工作5天,休息2天。

  在一些特殊情况下,如发射和返回时间不能更改、航天任务多而必须采用两班倒工作制、飞行器出现紧急情况需要抓紧时间抢修等,这时航天员必须调整生物钟来适应新的情况。比如前面所提到的,航天飞机发射时,航天员必须2点起床,如果航天员起床后迷迷糊糊、精力不集中就会影响后面的飞行任务。如何将航天员的最佳工作状态调整到2 点呢?NASA采用了调整生物钟的方法。飞行前,航天员在肯尼迪中心有一周的隔离时间,期间航天员每天提前一小时睡觉,到发射的时候,他们醒来的时间就变成了2点。在轨飞行时,如果航天员需要改变生物钟,也可以采用这种方法。

  而有效对付失重的方法就是在地面多进行一些有针对性的训练方法。为了防止航天运动病对睡眠的影响,航天员进行一般性的体育训练时还要加上滚轮、秋千、体操、弹跳网、跳板、滑冰、游泳等项目,特殊训练中加入转椅、秋千、离心机、特技飞行和失重飞机训练等。为了减少失重状态下航天员的血液倒流向头部引起不适情况的发生,在地面上,航天员要躺在一个旋转床上反复倒立、站立的方法,在发射前几天晚上,航天员均采用头低位方法睡觉。

  除了上述方法外,研究人员发现用多次、短暂的睡眠代替通常的、连续的睡眠(每天6~8小时的睡眠),可以延长航天员的工作时间,因此他们提议如果飞行中出现紧急情况,航天员必须连续工作时,可以采用在工作中隔一定时间“打个盹”的方法,这样既可以减少航天员的总睡眠时间,又不影响工作。

  随着星际飞行任务的到来,一些新的问题又摆在了专家们的案头上。例如月球上的昼夜节律与地球完全不同,月球陆地上大约有2周的时间能受到阳光照射,随后就是2周时间的漫长黑夜,航天员能够在这种新环境下很好入睡吗?在去往火星的路途中,太空光环境与地面不同,那里有持续的光照和一个黑天鹅绒般的天空,这对航天员的睡眠有影响吗?航天员经过失重飞行后进入火星,能够适应火星上0.38的重力环境吗?这些问题都有待今后航天医学家们来解决。

(本文来源:网络)