Penerbangan Mock Mars Mengungkapkan Kekhawatiran Tidur Utama bagi Astronot

Misi tiruan Mars yang mengunci enam sukarelawan dalam simulasi pesawat ruang angkasa selama lebih dari 500 hari sangat mengganggu pola tidur dan perilaku bangun para kru. Dislokasi tersebut dapat menyebabkan atrofi otot dan tulang jika awaknya berada di pesawat luar angkasa yang sebenarnya, kata para ilmuwan.

Temuan baru ini, berdasarkan studi simulasi Mars selama 520 hari yang belum pernah terjadi sebelumnya, dapat membantu mengungkap cara untuk menjaga astronot tetap sehat dan kooperatif dalam misi luar angkasa di masa depan, tambah para peneliti.

Itu Misi Mars500 enam sukarelawan multinasional terkunci di a mengejek pesawat ruang angkasa dalam perjalanan ke mars di Moscow. Eksperimen senilai $15 juta ini menyimulasikan misi ke Mars untuk membantu para peneliti lebih memahami dan mungkin mengurangi tekanan psikologis dan fisiologis yang ditimbulkan oleh perjalanan luar angkasa yang panjang pada para astronot. Para kru “kembali” ke Bumi pada tahun 2011.

“Tidak ada penerbangan luar angkasa atau simulasi penerbangan luar angkasa yang melampaui satu tahun,” kata penulis studi David Dinges, kepala divisi tidur dan kronobiologi di University of Pennsylvania di Philadelphia. “Kosmonot Rusia Valery Polyakov mencatat rekor 438 hari di luar angkasa di stasiun luar angkasa Mir pada tahun 1995, tapi itu masih jauh dari berapa lama perjalanan ke Mars dan kembali lagi, yang akan memakan waktu setidaknya dua hingga tiga tahun.” (Tes Siang-Malam Misi Mock Mars (Video))

Beristirahatlah dalam perjalanan tiruan ke Mars

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang apa yang dialami setiap anggota kru, Dinges dan rekan-rekannya meminta setiap sukarelawan memakai perangkat pergelangan tangan yang mencatat pergerakan dan intensitas cahaya sekitar untuk menyimpulkan tingkat aktivitas, dinamika tidur dan bangun, serta jumlah paparan cahaya yang diterima para sukarelawan.

Perangkat pulsa mencatat data setiap menitnya Masa tinggal kru Mars500 selama 17 bulan, menghasilkan hampir 4,4 juta menit data. Para peneliti juga meminta kru melakukan tes kewaspadaan dan waktu reaksi terkomputerisasi dua kali seminggu, dan bertanya kepada para sukarelawan tentang beban kerja, kelelahan, serta kuantitas dan kualitas tidur mereka.

Para ilmuwan menemukan bahwa para kru secara tidak sadar dan semakin mengurangi pergerakan keseluruhan selama misi, yang oleh para peneliti disebut sebagai “gangguan perilaku.”

Waktu tidur meningkat rata-rata lebih dari 8 persen, sekitar 35 menit lebih banyak tidur per hari, per anggota kru di akhir misi. Selain itu, aktivitas saat terjaga menurun rata-rata sekitar 7 persen dari waktu ke waktu, setara dengan hampir 70 menit perilaku kurang aktif saat terjaga per hari, per anggota kru di akhir misi. (Mars500: Foto Misi Mock Mars Rusia)

“Alasan mengapa hal ini penting adalah karena, dalam gayaberat mikro yang ditemukan di luar angkasa, yang belum kami simulasikan, jika Anda tidak aktif, Anda dapat mengalami pengeroposan tulang dan otot, dan otot kardiovaskular Anda akan mengalami penurunan kondisi yang sangat parah, sehingga sulit untuk melakukan aktivitas fisik. menyelesaikan misi,” kata Dinges kepada SPACE.com. “Ini menunjukkan bahwa kita perlu menemukan cara untuk menjaga kru tetap aktif secara fisiologis.”

Tidur bukanlah satu-satunya faktor

Meningkatnya waktu tidur itu sendiri bukanlah hal yang buruk. Semakin banyak kru tidur, semakin baik kinerja mereka dalam tes kewaspadaan, seperti yang diharapkan, kata penulis utama studi Mathias Basner, seorang peneliti tidur di University of Pennsylvania di Philadelphia.

Namun, empat dari enam awak kapal mengalami beberapa hal gangguan dalam perilaku tidur normal mereka yang terjadi di awal misi dan berlanjut sepanjang misi. Beberapa mengalami kurang tidur atau kualitas tidur lebih buruk, sehingga mengakibatkan masalah kinerja.

Pola tidur dan bangun orang lain berbeda-beda ritme sirkadian, menjadi sangat tidak sinkron dengan relawan lainnya. Masalah-masalah ini, mirip dengan gangguan tidur dan terjaga yang terlihat dalam ekspedisi kutub, “berpotensi berbahaya bagi keberhasilan misi,” kata Basner.

Perbedaan kuat yang terlihat di antara anggota kru yang berbeda “menyoroti kebutuhan untuk mengidentifikasi penanda kerentanan yang berbeda sehingga kita dapat memilih kru yang tepat, melatih mereka secara optimal dan memberi mereka tindakan pencegahan individual selama penerbangan luar angkasa jangka panjang, kata Basner kepada SPACE. .com.

Penelitian di masa depan dapat mengubah warna, intensitas, dan waktu pencahayaan, yang merupakan cara paling ampuh untuk memengaruhi siklus sirkadian, kata Dinges. Misalnya, lampu neon yang digunakan di habitat tersebut memancarkan lebih sedikit cahaya biru dibandingkan cahaya alami dari langit. Bereksperimen dengan waktu makan dan berolahraga juga dapat membantu kru mempertahankan ritme sirkadian mereka.

“Kita harus membawa petunjuk Bumi saat kita pergi Mars” kata Dinges.

Selain itu, “kemonotonan, terutama selama periode transisi ke dan dari Mars, harus dihindari agar anggota kru tetap aktif saat terjaga,” kata Basner.

“Selama Stasiun Luar Angkasa Internasional tersedia sebagai tempat uji coba, kita harus menggunakannya untuk menyelidiki bagaimana manusia merespons masa kurungan dan isolasi yang lama dalam gayaberat mikro,” tambah Basner. Institut Penelitian Biomedis Luar Angkasa Nasional berencana untuk bekerja sama dengan NASA dan Institut Masalah Bio-Medis dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia untuk mempelajari satu astronot Amerika dan satu kosmonot Rusia untuk jangka waktu satu tahun di stasiun tersebut, katanya.

Para ilmuwan merinci temuan mereka secara online pada 7 Januari di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.