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一天 16 次日落日出，太空中怎么睡覺？

  科普中國   2025-06-20 16:03:01

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(nèi)完成 8 小時“預(yù)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(nèi)的殘留氮?dú)馍形赐耆懦?，NASA 不得不緊急調(diào)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(wù)，同時也加劇宇航員的情緒波動，造成任務(wù)隱患。這兩位宇航員的倉促調(diào)整，導(dǎo)致設(shè)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(yùn)行。

那除去突發(fā)事故，在太空中如何保證睡眠質(zhì)量呢？等等，先讓我們好好來認(rèn)識下"睡眠"......

什么是睡眠？

睡眠是高等脊椎動物（尤其是哺乳動物）周期性進(jìn)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(fù)至清醒狀態(tài)，但未出現(xiàn)神經(jīng)功能損傷，可逆性是區(qū)別于昏迷等病理性意識喪失的關(guān)鍵特征。
在睡眠時，機(jī)體雖然對外界環(huán)境刺激的反應(yīng)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(yīng)，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(chǔ)的生命體征。

為什么要睡眠？

睡眠時基礎(chǔ)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(fù)；免疫因子的活性增強(qiáng)，增強(qiáng)免疫力；清除 β-淀粉樣蛋白等神經(jīng)毒素，β-淀粉樣蛋白是由淀粉樣前體蛋白水解產(chǎn)生的多肽，是阿爾茨海默病（AD）主要病理變化之一。因此足夠的睡眠可以調(diào)控情緒與行為能力，緩解焦慮，降低阿爾茨海默病風(fēng)險。
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圖源：參考文獻(xiàn)[4]
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圖源：參考文獻(xiàn)[5]

睡不著覺就是失眠嗎？

失眠，全稱為睡眠障礙性失眠，是一種以持續(xù)性睡眠質(zhì)量或數(shù)量不足為特征的疾病，表現(xiàn)為在有充足睡眠機(jī)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(dǎo)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(nèi)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？

影響太空睡眠的因素

1、溫度、噪聲

太空是真空，理論上沒有噪聲，但是航天器內(nèi)部的儀器設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行會產(chǎn)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(diào)等引發(fā)不良情緒, 均會誘發(fā)睡眠障礙。


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亞特蘭蒂斯駕駛艙

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艙內(nèi)其他設(shè)備場景 圖源：參考文獻(xiàn)[7]

2、睡晝夜節(jié)律紊亂

日出而作，日落而息是人類對地球環(huán)境的適應(yīng)生存。在空間站，每 90 分鐘繞地球一圈，經(jīng)歷一次日出日落，也就是說一天要經(jīng)歷 16 次日落和日出。


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從國際空間站上拍到的日出 | 圖源：NASA
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(xué)學(xué)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(jīng)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(dǎo)致睡眠障礙?？赡嫘允菂^(qū)別于昏迷等病理性意識喪失的關(guān)鍵特征。

怎樣保證太空睡眠？

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(zhì)量。
1、設(shè)立睡眠艙
中國空間站天和核心艙和問天實(shí)驗艙各有三個獨(dú)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(shí)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。
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左列外觀結(jié)構(gòu)-上：天和核心艙、下：問天試驗艙 右列內(nèi)飾細(xì)節(jié)-上：問天試驗艙、下：天和核心艙


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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(xiàn)[9]

2、營造睡眠環(huán)境

為了遵循北京時間 6:30~22:30 的作息規(guī)律，艙內(nèi)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(jìn)褪黑素分泌，褪黑素可以抑制下丘腦覺醒中樞，使人產(chǎn)生睡意。

3、降低噪音

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。

4、心理調(diào)節(jié)

心理調(diào)節(jié)抑郁、焦慮、心理壓力等情緒因素會嚴(yán)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)。
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從空間站上看到的極光 | 圖源：NASA
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從空間站上看到的銀河 | 圖源：NASA
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(zhì)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(zhì)量。
盡管如此，完成任務(wù)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(jīng)過日光浴、空氣浴、森林浴及運(yùn)動療法等療養(yǎng)康復(fù)手段，大約 1 個月的時間睡眠可以基本恢復(fù)正常。
目前人類發(fā)現(xiàn)，除了地球以外，火星是未來百年內(nèi)最可能實(shí)現(xiàn)“睡覺”的星球，因為火星自轉(zhuǎn) 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(jié)語

迄今為止，全世界共有不超過 600 名人類進(jìn)入太空。我國作為具有世界上獨(dú)立完整的航天員選拔和訓(xùn)練系統(tǒng)的三個國家之一，我們的航天員各個都經(jīng)歷且通過了 9 大常規(guī)訓(xùn)練和其他系統(tǒng)訓(xùn)練之后，肩負(fù)重任，為我國航天事業(yè)獻(xiàn)出一份力量。

在失重的太空艙里，宇航員用科學(xué)對抗失眠；在地球家園中，我們同樣需要守護(hù)睡眠質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)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(zé)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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