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Los astronautas se han estado adaptando a los desafíos de dormir en el espacio durante años, y las lecciones aprendidas al dormir en gravedad cero asegurarán que algún día las primeras misiones tripuladas a Marte habrán descansado bastante antes de explorar el planeta rojo.

Las tripulaciones rotativas han pasado un promedio de seis meses viviendo y trabajando a bordo de la Estación Espacial Internacional durante casi 23 años y luchan con problemas de sueño, al igual que las personas en la Tierra. Algunos de los desafíos son similares a los de los trabajadores por turnos o las personas con horarios inusuales, pero otros son más exclusivos del entorno espacial.

Por ejemplo, la mayoría de las personas no tienen que preocuparse por alejarse flotando de sus camas debido a la gravedad cero. No te preocupes: los astronautas usan restricciones especiales para evitar que floten a través de la estación espacial mientras duerme.

Dos de los mayores desafíos para los astronautas incluyen el entorno del sueño y el establecimiento de un ciclo de sueño natural.

Los astronautas tienen cuartos oscuros, tranquilos y privados para la tripulación en la estación espacial que les permiten dormir bien, pero ese no siempre será el caso en otras misiones espaciales, dijo el Dr. Erin Flynn-Evans, directora del Laboratorio de Contramedidas de Fatiga en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, California.

Al igual que sus predecesores históricos Apolo, las cápsulas de Orión que se utilizarán durante las futuras misiones de Artemisa a la Luna son vehículos pequeños con espacio limitado para las tripulaciones y sacos de dormir para los períodos de descanso.

“Creo que es como acampar”, dijo Flynn-Evans. “Si es por unos días, probablemente no sea gran cosa. Pero cuanto más tiempo estés con alguien, más molesto puede ser”.

Si bien la estación espacial ofrece increíbles vistas de la Tierra, los 16 amaneceres que un astronauta presencia cada día pueden causar estragos en el ritmo circadiano, el reloj natural del cuerpo para dormir y despertar.

En la Tierra, las interrupciones del ritmo circadiano ocurren para las personas que trabajan en turnos de noche o experimentan desfase horario mientras viajan entre zonas horarias.

“La luz es lo que restablece nuestro ritmo circadiano y nos mantiene organizados en ese ciclo de día y noche, pero en el espacio tenemos muchos desafíos”, dijo Flynn-Evans.

La estación espacial orbita la Tierra cada 90 minutos, creando ciclos alternos de luz y oscuridad. En lugar de obligar a los astronautas a adaptarse a un ciclo tan extraño, los expertos de la NASA agregaron iluminación al interior de la estación espacial que imita lo que las personas experimentan durante un día normal en la Tierra.

“Tenemos que tratar de bloquear la luz de las ventanas por la noche”, dijo, “y realmente tenemos que intentar maximizar la luz a través de las ventanas o con iluminación interior para asegurarnos de que el equipo reciba ese estímulo de sincronización para que Soy capaz de permanecer despierto y dormido en el momento adecuado”.

El desfase horario comienza antes de que los astronautas lleguen a la estación espacial, y sus horarios de sueño se modifican días antes del despegue según la hora del día y la zona horaria desde la que despegarán. Una vez que llegan a la estación espacial, cada astronauta es trasladado a Meridiano de Greenwich“un buen término medio entre todos los países participantes”, dijo Flynn-Evans.

En el Laboratorio de Contramedidas de Fatiga, Flynn-Evans y sus colegas desarrollan herramientas para ayudar a los astronautas a superar los desafíos del sueño. Algunas de las estrategias involucran administrar cuándo los astronautas están expuestos a la luz azul, la principal longitud de onda de sincronización para el sistema circadiano, y cuándo reducir la luz azul para ayudarlos a dormir.

Los astronautas tienen horarios organizados, pero la llegada de misiones de reabastecimiento o nuevas tripulaciones a veces los interrumpe. Flynn-Evans y otros investigadores han desarrollado enfoques para cambiar el sueño de forma segura para los astronautas, como determinar cuándo dormir la siesta o quedarse despierto más tarde para adaptarse a los cambios de horario.

Los mismos consejos que ayudan a los astronautas a dormir también se aplican en la Tierra, incluido seguir un horario regular para despertarse y acostarse a la misma hora tanto como sea posible, y limitar la exposición a la luz azul antes de acostarse, que emiten los televisores LED. teléfonos inteligentes, computadoras y tabletas.

Aunque los científicos tienen datos de sueño de años de vuelos espaciales, ejecutar simulaciones Las misiones terrestres permiten un mayor control.

“Hacemos misiones espaciales falsas todo el tiempo”, dijo Flynn-Evans. «Tenemos lo que llamamos un entorno espacial analógico en el Centro Espacial Johnson llamado Análogo de Investigación de Exploración Humana o HERA, y esto es básicamente un hábitat pequeño».

El hábitat imita el tamaño de una base lunar o una pequeña nave espacial y puede albergar tripulaciones de cuatro personas durante largos períodos de tiempo. Flynn-Evans participó en un estudio en el que las cuadrillas pasaron 45 días en el hábitat y estaban restringidas a cinco horas de sueño entre semana y ocho horas los fines de semana. Los participantes fueron evaluados para el estado de alerta y el rendimiento.

Los hallazgos del experimento mostraron que si los miembros de la tripulación dormían solo cinco horas en una noche, necesitaban más oportunidades para recuperar el sueño en las noches siguientes para evitar los efectos nocivos de la privación del sueño. El requisito actual es que la tripulación reciba 8½ horas de sueño por noche en misiones para prevenir la pérdida de sueño a largo plazo, errores inducidos por la fatiga y complicaciones de salud, según la NASA.

En junio, la NASA comenzará el primer experimento en un nuevo hábitat marciano impreso en 3D en el Centro Espacial Johnson llamado Crew Health and Performance Exploration Analog, o CHAPEA.

En el transcurso de un año, un equipo de cuatro personas vivirá y trabajará en un espacio de 158 metros cuadrados (1700 pies cuadrados) para simular la vida en Marte. El foco porque el primer experimento es la nutrición, pero Flynn-Evans y sus colegas investigadores también monitorearán el sueño de la tripulación.

Hábitats como HERA y CHAPEA permiten a los científicos simular sorpresas que podrían ocurrir en una misión real a la Luna o Marte, como recursos limitados, fallas en los equipos, problemas de comunicación y otros pequeños factores estresantes del hábitat.

Una fuente inesperadamente rica de datos de sueño demostró estar estudiando la Tierra científicos e ingenieros que trabajan en misiones a Marte, como el rover Perseverance.

Un día en Marte es aproximadamente 39 minutos más largo que uno en la Tierra, pero es suficiente para que los miembros del control de la misión en Marte tengan que adaptarse. sus horarios constantemente para permanecer en el horario de Perseverancia.

«Si cambias 39 minutos al día, eso significa que básicamente te vas a dormir 39 minutos más tarde todos los días», dijo Flynn-Evans. “No se ve tan mal en una sola noche. Pero después de cinco días, es como si hubiera cruzado seis zonas horarias. Es un verdadero factor de estrés para el cuerpo”.

Todavía hay muchas incógnitas sobre estar en el “tiempo de Marte”, por ejemplo, cómo afecta el cambio de hora al metabolismo del cuerpo humano.

Comprender cómo las personas en la Tierra se adaptan a vivir en el tiempo de Marte es una forma de prepararse para futuras misiones al planeta rojo. Flynn-Evans y su equipo están trabajando trabajando en estrecha colaboración con quienes planifican las misiones lunares de Artemis para optimizar los horarios de los astronautas y garantizar que la iluminación sea suficiente y el ruido se silencie dentro de Orion cuando necesiten dormir.

Los investigadores también quieren estudiar cuánta cafeína necesitan los astronautas para mantenerse alerta, para asegurarse de que las tripulaciones no se queden sin café en una nave espacial con almacenamiento limitado.

“El sueño está estrechamente relacionado con el rendimiento, el estado de alerta, la comunicación interpersonal y las relaciones”, dijo Flynn-Evans, “por lo que queremos asegurarnos de que los equipos estén preparados para el éxito y duerman lo que necesitan”.