יש חוסר שינה מטריד בתכניות שלנו לטיסה בחלל. אם נגלה אי פעם איזשהו שינה, האם נוכל לנצל זאת כדי להסתדר עם חלליות קטנות יותר?
סוכנות החלל האירופית (ESA) פועלת לענות על שאלה זו.
ל- ESA יש מה שהם מכנים "צוות נושא" העובד על מצב שינה אנושי. צוות הנושא פועל תחת מטריית צוות המושגים המתקדמים, הבודק רעיונות וטכנולוגיות המשמעותיות לטווח הארוך של ESA. זה כמו מכל חשיבה שתומך במחקר רב תחומי.
אם אנו רוצים עתיד שבו משימות הצוות לכוכבי לכת אחרים - או אולי מערכות סולריות אחרות - היא מציאות, אז מצב השינה האנושי יהיה חלק ממנה. או זה, או ספינת כוכבים רב דורי, על כל הפרמטרים רעבי המשאבים שלה.
ESA מסר כי הם "זיהו את השימוש המבוקר בתאגיד & מצב שינה כטכנולוגיה המשתנה במשחק עבור טיסה בחלל האנושי." הם גם משערים כי הורדת קצב חילוף החומרים של אסטרונאוטים בנסיעות בחלל ארוך לא יכולה רק לחסוך אוויר, מים ומזון, אלא גם להוריד את הרגישות שלהם לנזקי קרינה.
ESA משתמש במתקן העיצוב המקביל (CDF) שלהם, מתקן מולטימדיה המאפשר לצוותים השונים שלהם לעבוד יחד, לבחון את מצב השינה האנושי לטיול בכוכב לכת קרוב יותר, ככל הנראה מאדים. חברי הצוות ערכו מלאי של טכנולוגיית נסיעות בחלל הנוכחית למשימת מאדים בת חמש שנים ששולחת שישה אסטרונאוטים לכוכב האדום ובחזרה. זו הפעם הראשונה שהם בוחנים את ההשפעה שעלול להיות על שינה בתכנון המשימה.
"עבדנו על התאמת הארכיטקטורה של החללית, הלוגיסטיקה שלה, הגנה מפני קרינה, צריכת חשמל ועיצוב המשימה הכללי", מעיר רובין ביסברוק מ- CDF.
יש על מה לחשוב. סרטי מדע וספרים מדעיים שונים בדקו את מצב השינה האנושי, כך שרובנו יכולים לתת שם לרבים מהנושאים. אילו השפעות פסיכולוגיות יהיו? זה בוודאי מזעזע לשבת שינה במשך שבוע, חודש, שנה, אפילו יותר, ואז להתעורר אי שם בחלל. איך יכול בן אנוש להתכונן לזה?
ומה עם הבטיחות? מדע בדיוני מלא באנשים שהתעוררו מוקדם מדי, או מאוחר מדי, ממצב שינה. חלשים ומצליחים, או אולי מכוסים בזיעה קרה, רבים מהגיבורים התעוררו בזמן הלא נכון, ומצאו שחייהם הפוכים על ידי מערכת שינה לא תקינה.
אבל קודם דברים ראשונים.
כיצד הייתה יכולה טכנולוגיית שינה, אם נוכל לפתח אותה, להשפיע על תכנון חללית?
"בדקנו כיצד ניתן להכניס צוות אסטרונאוט בצורה הטובה ביותר למצב שינה, מה לעשות במקרה חירום, כיצד להתמודד עם הבטיחות של בני האדם ואפילו לאיזה השפעה תהיה תרדמה על הפסיכולוגיה של הצוות. לבסוף יצרנו רישום ראשוני של ארכיטקטורת בתי הגידול ויצרנו מפת דרכים להשגת גישה מאומתת להיפטר של בני אדם למאדים תוך 20 שנה, ”אמר ביסברוק.
כנראה שהדבר הראשון שיש לשים לב אליו הוא גודל של מודולי מגורים. צוות שינה שינה יכול להשתמש במודול Hab קטן בהרבה מאשר צוות ער, כפי שמדגים תמונה זו.
המחקר המקדים הראה כי ניתן היה להפחית את המסה של החללית בשליש. אנשי הצוות היו מתרדמים בתרמילים קטנים אשר ישתמשו כמו בקתות לצוות כשהם ערים. פינוי חומרים מתכלים יעזור על ידי חיסול של כמה טונות של מסה.
המחקר בדק שייט של 180 יום למאדים. האסטרונאוטים יצטרכו לשים שומן נוסף בגוף לפני המשימה, ותרופה תגרום למצב שינה, או התכווצות. הם ישנו במצב שינה בתרמילים החשוכים והקוררים שלהם, וכשהם יתעוררו הייתה תקופת הבראה של 21 יום.
אחד הסכנות הידועות ביותר שעומדות בפני אסטרונאוטים בזרימי חלל ארוכים הוא קרינה. חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה שופעים בחלל, והגנה על הצוות מהווה דאגה ראשונה. אך מכיוון שאנשי הצוות ימצאו שינה אחת בנקודה אחת, הדבר מקל על הגנת התכנון. ניתן לבנות מגן, כמו מיכלי מים, סביב התרמילים.
ההנחה הבסיסית העומדת מאחורי תרדמת האדם בחלל בנויה סביב שינה. ישנם שני סוגים של תרדמים בממלכת החיות: מחייבים תרדמי שינה אשר מתנשנים מדי שנה ללא קשר לטמפרטורה או לתנאים; ומצבורי שינה מקבילים אשר מתרדמים כתגובה לסטרס בסביבה. סוגים רבים של בעלי חיים נמצאים במצב שינה, לרבות דובים, נקבים, עטלפים, כמה מכרסמים וחלקם סנאים.
"זה זמן מה שהמצב של שינה נמצא ככלי לשינוי משחק לנסיעה בחלל האנושי", מסבירה מנהלת צוות SciSpacE, ג'ניפר נגו-אן. "אם היינו מצליחים להפחית את קצב חילוף החומרים הבסיסי של אסטרונאוט ב- 75% - בדומה למה שאנו יכולים לראות בטבע עם בעלי חיים גדולים המתעוררים שינה כמו דובים מסוימים, היינו יכולים לחסוך משמעותית במסה ובעלויות, ולבצע משימות חקר לאורך זמן ריאלי יותר. "
אבל זה עדיין גדול אם. שינה של דובי עדיין מסתורית במקצת. הם ממחזרים את החלבונים שלהם ואת השתן שלהם בזמן שינה. והם יכולים להתעכב שינה עד 7 חודשים מבלי לאבד מסת עצם. בעלי חיים אחרים המתהפכים קוטעים את התפרצותם עם תקופות של טמפרטורה וקצב לב טיפוסיים יותר הנקראים ארוסטרלים אאוטרמיים. לא ידוע כיצד כל זה ינוהל בבני אדם, מין שאינו במצב שינה.
עם זאת, יש איזושהי הנחת יסוד למצב שינה אנושי, והיא נובעת מהרפואה המודרנית.
"והרעיון הבסיסי להכניס אסטרונאוטים למצב של שינה ארוכת טווח הוא למעשה לא כל כך מטורף: שיטה השוואה באופן נרחב נבדקה ויושמת כטיפול בחולי טראומה בטיפול קריטי, ואלה שאמורים לעבור ניתוחים גדולים במשך יותר משני עשורים," אמר נגו-אן. "לרוב המרכזים הרפואיים הגדולים יש פרוטוקולים להשראת היפותרמיה בקרב חולים להפחתת חילוף החומרים שלהם, כך שבאופן בסיסי הם משיגים זמן, תוך שמירה על חולים במצב טוב יותר ממה שהם היו."
אז החוקרים לא מתחילים מהתחלה. לפחות יש להם נקודת התחלה, וזה מה שעוסק בסוגי טנקי החשיבה האלה.
נגה-אן סיכם כי "אנו שואפים לבנות על כך בעתיד, על ידי חקר מסלולי המוח המופעלים או חסומים במהלך התחלת שינה, החל מבעלי חיים וממשיכים לאנשים.
יותר:
- הודעה לעיתונות: אסטרונאוטים ממצבים שינה היו זקוקים לחללית קטנה יותר
- ESA: צוות מושגים מתקדם; הנדסה ביולוגית: שינה
- JSTOR Daily: תעלומות שינה
