2009 年 11 月 21 日，“亞特蘭蒂斯”號載人飛船上的美國宇航員邁克爾·福爾曼和蘭道夫·布萊斯尼克計劃在“尋求號”氣密艙內完成 8 小時“預睡眠”。然而，入睡僅 2 小時后，空間站突傳“急速失壓”警報，他們被迫縮短了睡眠。這一突發(fā)情況，對兩名宇航員的身心造成巨大影響。此時他們體內的殘留氮氣尚未完全排出，NASA 不得不緊急調整方案——將原定 6 小時的太空行走壓縮至 5.5 小時，并追加半小時“回籠覺”和純氧呼吸。
被剝奪的睡眠不僅影響航天任務，同時也加劇宇航員的情緒波動，造成任務隱患。這兩位宇航員的倉促調整，導致設備安裝精度下降，后續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)部分組件存在微小偏移，險些影響空間站的長期運行。
那除去突發(fā)事故，在太空中如何保證睡眠質量呢？等等，先讓我們好好來認識下"睡眠"......
睡眠是高等脊椎動物（尤其是哺乳動物）周期性進入的一種可逆性靜息生理狀態(tài)，這種生理狀態(tài)可通過外界刺激迅速喚醒并恢復至清醒狀態(tài)，但未出現(xiàn)神經功能損傷，可逆性是區(qū)別于昏迷等病理性意識喪失的關鍵特征。在睡眠時，機體雖然對外界環(huán)境刺激的反應能力暫時減弱，聽覺喚醒閾值提高，對 60 分貝以上的聲音有反應，日常聽力為 0~25 分貝。但仍維持心率 55~75 次/分，呼吸頻率 12~20 次/分等基礎的生命體征。睡眠時基礎代謝率降低 15%~20%，體溫下降 0.5~1℃，能量消耗減少，有利于損傷組織的修復；免疫因子的活性增強，增強免疫力；清除 β-淀粉樣蛋白等神經毒素，β-淀粉樣蛋白是由淀粉樣前體蛋白水解產生的多肽，是阿爾茨海默?。ˋD）主要病理變化之一。因此足夠的睡眠可以調控情緒與行為能力，緩解焦慮，降低阿爾茨海默病風險。失眠，全稱為睡眠障礙性失眠，是一種以持續(xù)性睡眠質量或數(shù)量不足為特征的疾病，表現(xiàn)為在有充足睡眠機會和環(huán)境的情況下，仍出現(xiàn)入睡困難、睡眠維持障礙或早醒，并導致日間功能受損等病理特征。具體癥狀為：1. 入睡困難
正常人群平均入睡時間≤15 分鐘，如果臥床后 30 分鐘至 1 小時內無法入睡，則為入睡困難。
2. 睡眠維持障礙
夜間醒來次數(shù)≥3 次，或累計清醒時間＞30 分鐘。
3. 早醒
睡醒時間提前 30 分鐘并且無法再次入睡。
4. 日間功能損害
白天出現(xiàn)疲勞、注意力下降、情緒易激惹等癥狀。
現(xiàn)在我們回到問題的開頭，在太空中如何睡眠呢？
太空是真空，理論上沒有噪聲，但是航天器內部的儀器設備系統(tǒng)運行會產生振動、噪聲等物理干擾；以及由于太空艙環(huán)境幽閉、生活單調等引發(fā)不良情緒, 均會誘發(fā)睡眠障礙。
日出而作，日落而息是人類對地球環(huán)境的適應生存。在空間站，每 90 分鐘繞地球一圈，經歷一次日出日落，也就是說一天要經歷 16 次日落和日出。人體正常的生理節(jié)律有體溫周期和睡眠周期：體溫周期：人體體溫在一天中呈現(xiàn)周期性波動，清晨最低，下午到傍晚升高，波動幅度大約 0.5~1℃。睡眠周期：人體在睡眠過程中會出現(xiàn)一系列階段性變化，根據(jù)國際睡眠醫(yī)學學會的分類，睡眠周期由非快速眼動期（NREM）和快速眼動期（REM）交替組成，兩者交替一次為一個完整周期，通常持續(xù) 90~120 分鐘，成年人每晚會經歷 4~5 個周期（約 7~9 小時）。在太空，一旦宇航員的睡眠被打亂，體溫周期和睡眠周期受到影響，會導致睡眠障礙?？赡嫘允菂^(qū)別于昏迷等病理性意識喪失的關鍵特征。通過固定睡眠裝置、營造睡眠環(huán)境、控制噪音等主要措施保證宇航員的睡眠質量。中國空間站天和核心艙和問天實驗艙各有三個獨立睡眠區(qū)。航天員“平躺”姿態(tài)的天和核心艙采用橫向布局；“站立”姿態(tài)的問天實驗艙為縱向布局。在失重環(huán)境下，兩種睡姿對睡眠沒有差異影響。但是宇航員一定要將身體固定在艙壁或隔板上，防止身體漂浮碰撞。左列外觀結構-上：天和核心艙、下：問天試驗艙 右列內飾細節(jié)-上：問天試驗艙、下：天和核心艙國際空間站有睡眠艙，但都非常簡陋，空間非常小，剛好只能裝下一個睡袋，沒有舷窗。圖源：參考文獻[9]
為了遵循北京時間 6:30~22:30 的作息規(guī)律，艙內照明系統(tǒng)模擬自然光周期，睡前 2 小時切換為暖光模式，促進褪黑素分泌，褪黑素可以抑制下丘腦覺醒中樞，使人產生睡意。睡眠區(qū)通過隔音棉與空氣循環(huán)系統(tǒng)降低噪音。世界衛(wèi)生組織建議：在夜間睡眠環(huán)境下，噪音最好控制在 30 分貝以下；30~40 分貝為較理想環(huán)境；超過 50 分貝會影響睡眠和休息，必要時可佩戴降噪耳塞。心理調節(jié)抑郁、焦慮、心理壓力等情緒因素會嚴重影響睡眠。每個睡眠艙配備舷窗，航天員可通過觀賞宇宙景，比如極光和銀河，來緩解心理壓力，保持良好的精神狀態(tài)。空間站，宇航員平均每天睡眠約 6.5 小時，雖然比地球時間稍短，但深度睡眠占比提升 15%，睡眠質量優(yōu)于地球。因此，可以考慮通過創(chuàng)造這樣的環(huán)境來提升地球睡眠質量。盡管如此，完成任務后的航天員在返回地球后仍存在疲勞、瞌睡等狀態(tài)，有研究報道，經過日光浴、空氣浴、森林浴及運動療法等療養(yǎng)康復手段，大約 1 個月的時間睡眠可以基本恢復正常。目前人類發(fā)現(xiàn)，除了地球以外，火星是未來百年內最可能實現(xiàn)“睡覺”的星球，因為火星自轉 24 小時 37 分鐘，最適合人類晝夜規(guī)律。期待有一天我們在火星過夜，仰望不一樣的星空。結語
迄今為止，全世界共有不超過 600 名人類進入太空。我國作為具有世界上獨立完整的航天員選拔和訓練系統(tǒng)的三個國家之一，我們的航天員各個都經歷且通過了 9 大常規(guī)訓練和其他系統(tǒng)訓練之后，肩負重任，為我國航天事業(yè)獻出一份力量。
在失重的太空艙里，宇航員用科學對抗失眠；在地球家園中，我們同樣需要守護睡眠質量。優(yōu)質睡眠是生命免疫力的基石，更是高效生活的燃料。星辰大海的征途需要清醒的頭腦，平凡生活的征程亦然。
責編：張春祥
一審：張春祥
二審：段涵敏
三審：楊又華
來源：科普中國
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