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宇宙での睡眠は、宇宙医学やミッション計画の一部であり、宇宙飛行士の健康、能力、士気に影響を与える。
有人宇宙飛行では、宇宙飛行士は長時間の休息なしで過ごすことがしばしば求められます。研究によると、睡眠不足は疲労を引き起こし、重要な作業中にミスにつながる可能性があります。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] また、疲労している人は、自分の能力低下の程度を判断できないことがよくあります。[ 4 ]宇宙飛行士と地上クルーは、睡眠不足と概日リズムの乱れの影響を頻繁に受けています。睡眠不足、睡眠シフト、作業過多による疲労は、宇宙飛行参加者がミッション目標や搭乗者の健康と安全を損なうリスクのあるパフォーマンスエラーを引き起こす可能性があります。
宇宙で眠るには、宇宙飛行士はクルーキャビンと呼ばれる、シャワー室や電話ボックスほどの大きさの小さな部屋で寝る必要がある。彼らは壁に固定された寝袋の中で横になる。 [ 5 ]宇宙飛行士は、宇宙で寝ている間に悪夢や夢を見たり、いびきをかいたりしたと報告している。[ 6 ]
睡眠や乗組員の居住空間は十分に換気されている必要がある。[ 7 ] ISSの乗組員は平均して1日約6時間睡眠をとる。[ 8 ]
慢性的な睡眠不足は、完全な睡眠不足と同様にパフォーマンスに影響を与える可能性があり、最近の研究では、17時間覚醒状態が続いた後の認知機能障害は、血中アルコール濃度の上昇による障害と類似していることが示されている。
仕事の過負荷と概日リズムの乱れがパフォーマンスの低下を引き起こす可能性があると指摘されている。シフト勤務者は、睡眠/覚醒スケジュールのタイミングが自然光とずれるため、疲労が増加する（シフトワーク症候群を参照）。彼らは自動車事故や産業事故に遭いやすく、仕事の質や生産性も低下する。[ 9 ]
NASAの地上クルーも、夜間勤務中に国際宇宙ステーションの重要な運用を支援する際に、睡眠シフト（睡眠不足による睡眠障害）の影響を受ける。
アポロ計画では、司令船と月着陸船の限られた空間で十分な睡眠をとるには、(1) 乗組員の飛行前の概日リズムへの妨害を最小限に抑えること、(2) 宇宙船内のすべての乗組員が同時に睡眠をとること、(3) 乗組員が睡眠前に宇宙服を脱ぐことができること、(4) 作業スケジュールが編成され、必要に応じて修正され、24 時間ごとに 6 ～ 8 時間の邪魔されない (無線が静かな) 休息期間が確保されること、(5) 無重力状態では、乗組員が漂流しないように緩い拘束具が提供されること、(6) 月面では、ハンモックまたはその他のベッドが提供されること、(7) 快適なキャビン温度と寝間着の適切な組み合わせがあること、(8) 乗組員が計器のライトを暗くして目を覆うか、キャビンへの日光の侵入を遮断できること、(9) ポンプなどの機器が適切に消音されていることが最も容易であることが発見されました。[ 10 ]
NASA の管理部門は現在、宇宙飛行士が任務やイベントを完了する時間数を制限するための制限を設けています。これは「職務適性基準」として知られています。宇宙飛行士の現在の標準的な労働時間は 1 日 6.5 時間で、週の労働時間は 48 時間を超えてはなりません。NASA は、宇宙飛行士の重大な過負荷を、週 3 日の 10 時間労働、または週 60 時間を超える労働と定義しています ( NASA STD-3001、Vol. 1 [ 11 ] )。宇宙飛行士は、高強度の作業負荷の期間が精神的および肉体的疲労につながる可能性があると報告しています。[ 12 ] 医療および航空業界の研究では、増加した高強度の作業負荷が睡眠障害や疲労と組み合わさると、重大な健康問題やパフォーマンスエラーにつながる可能性があることが示されています。[ 13 ]
研究によると、宇宙飛行士の宇宙空間での睡眠の質と量は、地球上での睡眠に比べて著しく低下することが示唆されている。睡眠導入剤の使用は、睡眠障害による睡眠の質の低下を示している可能性がある。最新の宇宙飛行データによると、正確性、反応時間、記憶力といった課題はすべて、睡眠不足、過重労働、疲労、概日リズムの乱れによって影響を受けることが示されている。
宇宙空間での睡眠時間と睡眠の質に影響を与える可能性のある最も一般的な要因は次のとおりです。[ 9 ]
これらの個人的、生理学的、環境的要因が睡眠と疲労に及ぼす影響を評価するための証拠収集活動が現在進行中である。勤務・休憩スケジュール、環境条件、飛行規則および要件が睡眠、疲労、パフォーマンスに及ぼす影響も評価されている。[ 9 ]
ポール・J・ワイツは、スカイラブでは無重力状態にもかかわらず垂直に寝ることができなかったため、寝袋の金属フレームを取り外し、その上で水平に寝たと語った。 [ 14 ]
ISS船内では、光への曝露が概日リズムの乱れの最大の要因となっている。ISSは1.5時間ごとに地球を周回するため、乗組員は1日に16回の日の出と日の入りを経験する。睡眠シフト（睡眠のずれ）もまた、現在の宇宙飛行環境において概日リズムの乱れを引き起こす大きな外的要因である。[ 9 ]
宇宙空間で概日リズムの脱同期を引き起こす可能性のあるその他の要因: [ 15 ]
宇宙飛行では、運用上の要求や、まだ完全には解明されていない生理学的理由により、急性および慢性の部分的な睡眠不足が頻繁に発生します。宇宙飛行士によってその影響の度合いは異なります。地上での研究では、睡眠不足が宇宙飛行士のパフォーマンスにリスクをもたらすこと、また、健康な成人において、認知能力、疲労感、眠気、および急性の完全な睡眠不足や慢性的な睡眠制限に対する睡眠恒常性の脆弱性の程度に、大きく信頼性の高い個人差が存在することが示されています。睡眠不足に対する反応として観察される、安定した特性のような（表現型的な）個人差は、根底にある遺伝的要素を示唆しています。実際、睡眠覚醒、概日リズム、および認知調節に関与する一般的な遺伝子変異（多型）は、健康な成人における睡眠制限に対する睡眠恒常性および神経行動学的脆弱性の個人差を予測するためのマーカーとして機能する可能性があることがデータから示唆されています。睡眠制限に対する感受性の違いを予測する遺伝的因子の特定は、宇宙飛行中に疲労対策を最も必要とする宇宙飛行士を特定し、宇宙で適切な睡眠をとるための医療基準を策定するのに役立つだろう。[ 16 ]
睡眠の必要性と概日リズムの生物学的ダイナミクスを具体化するために、生物数学モデルが開発されている。これらのモデルは、疲労や概日リズムの脱同期に関連する宇宙飛行士のパフォーマンスを予測できる可能性がある。[ 15 ]
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この記事は、米国航空宇宙局（NASA）の「宇宙探査ミッションにおける人間の健康とパフォーマンスのリスク」（PDF）からのパブリックドメイン資料を組み込んでいます。 (NASA SP-2009-3405)