如何通过空间站设计守护宇航员的心理健康

在极端环境中，居住舱的设计历来以生存为首要目标。潜水艇、南极科考站和灾后临时住所，都将健康与安全置于首位。太空居住舱更是如此——空间极为有限，与地球的联系十分有限，各类危险也无处不在。

然而，随着人类筹划前往月球乃至火星的长期任务，如何设计出让宇航员不仅能够生存、更能真正生活得好的居住空间，已成为任务成败的关键所在。

目前，麻省理工学院（MIT）及其他机构的工程师正在探索极端环境居住舱如何支持人的心理、情感与社会健康。他们整理了一份资源库，将居住舱的设计要素与压力、焦虑、孤独感等行为健康结果相关联。

更进一步，该团队将这些关联关系以互动在线平台的形式呈现出来。用户可以点击浏览设计与行为之间的关联，例如居住舱的布局如何影响社交连接和团队凝聚力，以及可重构的空间如何减轻思乡情绪。

"人们很早就意识到，在太空生活十分艰难，"MIT人类系统实验室与工程系统实验室博士生林米奇（Mich Lin）表示，"从'铁罐头里的人'到今天，我们已经走了很长的路。随着优先级转向长期探索任务，确保宇航员安全、健康、快乐、高效变得愈发重要。"

林米奇团队的研究成果今日发表于《npj Microgravity》期刊，这些见解来自大量文献检索和专家访谈。他们发现了许多关于居住舱设计对特定行为影响的研究，例如照明水平如何影响宇航员的睡眠质量。但将上述信息系统整合、可视化呈现居住舱设计与居住者身心健康之间的关联与风险，这在业内尚属首次。

林米奇指出，这项研究不仅适用于太空居住舱设计，同样可应用于其他极端、孤立和封闭环境。

"潜水艇、石油钻井平台、极地考察，乃至难民营或战区，都是压力极大的环境，"身为本研究第一作者的林米奇说，"我们希望这项工作能适用于多种场景，并找到在居住舱设计中减轻极端环境压力的干预点。"

本研究的共同作者包括MIT前本科生陈璐（Lu Chen）和科罗拉多大学博尔德分校的卡提亚·阿奎拉（Katya Arquilla）教授。其他主要贡献者包括KBR/NASA的劳伦·布莱克韦尔·兰顿（Lauren Blackwell Landon）、太空建筑公司Different Systems的杰弗里·蒙特斯（Jeffrey Montes），以及MIT本科生卡拉·周（Kara Chou）。

情感设计

研究人员以NASA使用的风险映射格式为蓝本，开发了这一新型设计工具。在为宇航员设计航天器或居住舱时，NASA通常以"有向无环图"（DAG）的形式梳理相关风险。DAG就像一张庞大的关系网络，展示特定居住舱或任务特征如何影响特定的任务相关结果。

典型的NASA有向无环图呈现的是从任务约束条件（如"距地球的距离"）到宇航员身体健康结果（如睡眠质量、心血管影响、认知功能等）之间的单向关联。

"通过风险映射，我们可以找到干预点，从而识别并降低风险，"林米奇解释道，"NASA将有向无环图作为应对载人航天风险的对策工具。"

研究人员希望建立一种类似的有向无环图格式，用于映射居住舱设计相关风险，以及压力、无聊、信任、怀旧、好奇心、与同伴的情感纽带等较难量化的行为健康结果。

"居住舱与行为健康之间的关联，此前从未以这种格式呈现过，"林米奇强调，"这是我们第一次建立这样的关联。"

为此，团队首先确定了在极端环境生活中具有特殊相关性的居住舱设计因素和行为健康结果，参阅了航空航天与人因领域的多方资源。为突出以人为本的视角，他们参考了作家、社会工作研究者、休斯顿大学教授布内·布朗（Brené Brown）所著的《心之图谱》（Atlas of the Heart）。书中，布朗梳理了87种定义人类本质的情感与体验。

"在此基础上，我们筛选出在极端环境居住场景中影响最显著的情感，"林米奇解释道。

团队最终聚焦于14种主要情感或体验，将其视为可受极端环境居住舱影响的行为健康结果，包括焦虑、自主性、怀旧、好奇心、疲劳和归属感。

随后，研究人员对科学文献进行了广泛检索，寻找与极端环境宜居性相关的研究。例如，NASA已就照明对睡眠的影响、昼夜节律的调整和工作效率等方面开展了大量研究；其他研究则探讨了空间动线与布局对隐私、社交连接和团队表现的影响。

林米奇及其同事汇总了大量研究的关联发现，构建出一张有向无环图，将居住舱设计要素与其对心理、情感和社会健康的下游影响相连接。他们还向来自业界、学术界和NASA的专家征询意见，以评估并完善这张图谱。

在此基础上，他们开发了一个在线平台，命名为"人-环境连接与交互图集"（Human-Environment Connection and Interaction Atlas，简称HECIA），作为供居住舱设计师使用的互动工具。

点击与关联

在使用这一图集时，研究团队设想设计师可以采用"正向"或"反向"两种路径。图集按照任务设计决策的大致顺序，排列出居住舱设计要素及其下游行为关联。

例如，在设计前往火星的航天器时，设计师可以采用正向路径，首先点击与早期设计阶段相关的要素，如"距地球的距离"。图集随即会自动显示与距地球较远相关的风险，如"食物"、"医疗能力"、"家人与朋友"等资源限制，以及"怀旧/思乡"等行为健康结果。

设计师也可以采用反向路径。例如，若想优先降低思乡情绪，可以点击该词条，图集便会呈现影响并可能改善这一结果的设计要素和思路——在本例中，即"地点依恋感"，即对某一空间产生情感上的归属感。再次点击该词条，可进一步显示上游要素，如"可重构性"和"隐私性"——这些设计元素有助于培养地点依恋感，进而减轻思乡情绪。

对于设计师点击的每个词条，林米奇团队均基于实证研究提供了说明，既解释该词条在极端居住环境中的含义，也给出具体的设计干预示例。例如，若设计师希望减少长期任务中的社交孤立感，可点击该词条查看描述。

"他们可能会读到：研究发现，'通道、楼梯、入口有助于促进人际友谊和社会凝聚力的形成'，"林米奇举例说，"这会启发他们通过私密空间将公共空间相互连接，使人们自然而然地产生交流。"

研究人员强调，这一平台及其背后的理念并非针对所有极端居住舱设计的"万能方案"，具体设计仍需结合特定居住舱的规格与约束条件。

"但它能帮助你思考那些重要却不那么显而易见的关联，"林米奇说，"当我们真正设想成为一个离开地球的物种，或是在太空中创造宜居之所时，重新想象能让我们快乐、高效生活的居住空间，有着无限的可能。"

本研究部分获NASA资助。

Q&A

Q1：HECIA平台是什么？设计师如何使用它？

A：HECIA，即"人-环境连接与交互图集"，是由MIT研究人员开发的一款在线互动工具，专为极端环境居住舱设计师使用。设计师可以通过"正向"或"反向"两种路径操作：正向路径是从具体设计要素出发，查看其对行为健康的下游影响；反向路径是从目标健康结果出发，寻找可采取的设计干预措施。每个词条都附有基于实证研究的说明和设计建议。

Q2：居住舱设计会如何影响宇航员的思乡情绪？

A：研究发现，居住舱的"可重构性"和"隐私性"是影响思乡情绪的重要设计因素。当宇航员能够对居住空间进行个性化调整，并对某一空间产生情感上的归属感（即"地点依恋感"）时，思乡情绪会有所减轻。因此，在设计时为宇航员提供可以自主布置、具有一定私密性的个人空间，是减少思乡感的有效干预手段。

Q3：这项居住舱设计研究只适用于太空任务吗？

A：不是。研究团队明确指出，这项研究同样适用于其他极端、孤立和封闭环境，包括潜水艇、石油钻井平台、极地考察站、难民营乃至战区等高压环境。研究的核心目标是识别居住舱设计中的关键干预点，以减轻上述极端场景中人员所承受的压力，具有广泛的应用价值。