一天经历16次日落日出，宇航员在太空中怎么睡觉？

2009 年 11 月 21 日，“亚特兰蒂斯”号载人飞船上的美国宇航员迈克尔·福尔曼和兰道夫·布莱斯尼克计划在“寻求号”气密舱内完成 8 小时“预睡眠”。然而，入睡仅 2 小时后，空间站突传“急速失压”警报，他们被迫缩短了睡眠。这一突发情况，对两名宇航员的身心造成巨大影响。此时他们体内的残留氮气尚未完全排出，NASA 不得不紧急调整方案——将原定 6 小时的太空行走压缩至 5.5 小时，并追加半小时“回笼觉”和纯氧呼吸。

被剥夺的睡眠不仅影响航天任务，同时也加剧宇航员的情绪波动，造成任务隐患。这两位宇航员的仓促调整，导致设备安装精度下降，后续检查发现部分组件存在微小偏移，险些影响空间站的长期运行。

那除去突发事故，在太空中如何保证睡眠质量呢？等等，先让我们好好来认识下"睡眠"......

什么是睡眠？

睡眠是高等脊椎动物(尤其是哺乳动物)周期性进入的一种可逆性静息生理状态，这种生理状态可通过外界刺激迅速唤醒并恢复至清醒状态，但未出现神经功能损伤，可逆性是区别于昏迷等病理性意识丧失的关键特征。

在睡眠时，机体虽然对外界环境刺激的反应能力暂时减弱，听觉唤醒阈值提高，对 60 分贝以上的声音有反应，日常听力为 0~25 分贝。但仍维持心率 55~75 次/分，呼吸频率 12~20 次/分等基础的生命体征。

为什么要睡眠？

睡眠时基础代谢率降低 15%~20%，体温下降 0.5~1℃，能量消耗减少，有利于损伤组织的修复；免疫因子的活性增强，增强免疫力；清除 β-淀粉样蛋白等神经毒素，β-淀粉样蛋白是由淀粉样前体蛋白水解产生的多肽，是阿尔茨海默病(AD)主要病理变化之一。因此足够的睡眠可以调控情绪与行为能力，缓解焦虑，降低阿尔茨海默病风险。

图源：参考文献[4]

图源：参考文献[5]

睡不着觉就是失眠吗？

失眠，全称为睡眠障碍性失眠，是一种以持续性睡眠质量或数量不足为特征的疾病，表现为在有充足睡眠机会和环境的情况下，仍出现入睡困难、睡眠维持障碍或早醒，并导致日间功能受损等病理特征。具体症状为：

1. 入睡困难

正常人群平均入睡时间≤15 分钟，如果卧床后 30 分钟至 1 小时内无法入睡，则为入睡困难。

2. 睡眠维持障碍

夜间醒来次数≥3 次，或累计清醒时间>30 分钟。

3. 早醒

睡醒时间提前 30 分钟并且无法再次入睡。

4. 日间功能损害

白天出现疲劳、注意力下降、情绪易激惹等症状。

现在我们回到问题的开头，在太空中如何睡眠呢？

影响太空睡眠的因素

1 温度、噪声

太空是真空，理论上没有噪声，但是航天器内部的仪器设备系统运行会产生振动、噪声等物理干扰；以及由于太空舱环境幽闭、生活单调等引发不良情绪,均会诱发睡眠障碍。

亚特兰蒂斯驾驶舱

舱内其他设备场景 图源：参考文献[7]

2 睡昼夜节律紊乱

日出而作，日落而息是人类对地球环境的适应生存。在空间站，每 90 分钟绕地球一圈，经历一次日出日落，也就是说一天要经历 16 次日落和日出。

从国际空间站上拍到的日出 | 图源：NASA

人体正常的生理节律有体温周期和睡眠周期：

体温周期：人体体温在一天中呈现周期性波动，清晨最低，下午到傍晚升高，波动幅度大约 0.5~1℃。

睡眠周期：人体在睡眠过程中会出现一系列阶段性变化，根据国际睡眠医学学会的分类，睡眠周期由非快速眼动期(NREM)和快速眼动期(REM)交替组成，两者交替一次为一个完整周期，通常持续 90~120 分钟，成年人每晚会经历 4~5 个周期(约 7~9 小时)。

在太空，一旦宇航员的睡眠被打乱，体温周期和睡眠周期受到影响，会导致睡眠障碍。可逆性是区别于昏迷等病理性意识丧失的关键特征。

怎样保证太空睡眠？

通过固定睡眠装置、营造睡眠环境、控制噪音等主要措施保证宇航员的睡眠质量。

1 设立睡眠舱

中国空间站天和核心舱和问天实验舱各有三个独立睡眠区。航天员“平躺”姿态的天和核心舱采用横向布局；“站立”姿态的问天实验舱为纵向布局。在失重环境下，两种睡姿对睡眠没有差异影响。但是宇航员一定要将身体固定在舱壁或隔板上，防止身体漂浮碰撞。

左列外观结构-上：天和核心舱、下：问天试验舱 右列内饰细节-上：问天试验舱、下：天和核心舱

国际空间站有睡眠舱，但都非常简陋，空间非常小，刚好只能装下一个睡袋，没有舷窗。图源：参考文献[9]

2 营造睡眠环境

为了遵循北京时间 6:30~22:30 的作息规律，舱内照明系统模拟自然光周期，睡前 2 小时切换为暖光模式，促进褪黑素分泌，褪黑素可以抑制下丘脑觉醒中枢，使人产生睡意。

3 降低噪音

睡眠区通过隔音棉与空气循环系统降低噪音。世界卫生组织建议：在夜间睡眠环境下，噪音最好控制在 30 分贝以下；30~40 分贝为较理想环境；超过 50 分贝会影响睡眠和休息，必要时可佩戴降噪耳塞。

4 心理调节

心理调节抑郁、焦虑、心理压力等情绪因素会严重影响睡眠。每个睡眠舱配备舷窗，航天员可通过观赏宇宙景，比如极光和银河，来缓解心理压力，保持良好的精神状态。

从空间站上看到的极光 | 图源：NASA

从空间站上看到的银河 | 图源：NASA

空间站，宇航员平均每天睡眠约 6.5 小时，虽然比地球时间稍短，但深度睡眠占比提升 15%，睡眠质量优于地球。因此，可以考虑通过创造这样的环境来提升地球睡眠质量。

尽管如此，完成任务后的航天员在返回地球后仍存在疲劳、瞌睡等状态，有研究报道，经过日光浴、空气浴、森林浴及运动疗法等疗养康复手段，大约 1 个月的时间睡眠可以基本恢复正常。

目前人类发现，除了地球以外，火星是未来百年内最可能实现“睡觉”的星球，因为火星自转 24 小时 37 分钟，最适合人类昼夜规律。期待有一天我们在火星过夜，仰望不一样的星空。

结语

迄今为止，全世界共有不超过 600 名人类进入太空。我国作为具有世界上独立完整的航天员选拔和训练系统的三个国家之一，我们的航天员各个都经历且通过了 9 大常规训练和其他系统训练之后，肩负重任，为我国航天事业献出一份力量。

在失重的太空舱里，宇航员用科学对抗失眠；在地球家园中，我们同样需要守护睡眠质量。优质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头脑，平凡生活的征程亦然。