조명 효과 국제 우주 정거장을 위한 고충실도 아날로그 및 비행 연구 중 일주기 적응, 수면 및 성능을 개선하기 위한 솔리드 스테이트 조명 대책 테스트 > 공지사항

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모든 사람을 위한 ISS 과학 모든 사람을 위한 과학 목표 국제 우주 정거장의 전구는 승무원의 건강과 웰빙을 개선하기 위해 설계된 새로운 시스템으로 교체되고 있습니다.

국제 우주 정거장을 위한 고충실도 아날로그 및 비행 연구 중 일주기 적응, 수면 및 성능을 개선하기 위한 솔리드 스테이트 조명 대책 테스트(조명 효과) 조사는 

형광등에서 조절 가능한 강도와 색상을 갖춘 솔리드 스테이트 발광 다이오드(LED)로의 변경의 영향을 연구하고 새로운 조명이 승무원의 일주기 리듬, 

수면 및 인지 성능을 개선할 수 있는지 확인하는 것을 목표로 합니다. 이 조사의 결과는 또한 전기 조명을 사용하는 지구상의 사람들에게 큰 영향을 미칩니다. 

다음 내용은 George C. Brainard 가 제공하였으며 ISS 연구 통합 사무소에서 관리하고 있습니다. 실험 설명 연구 개요 2016년 8월, 국제 우주 정거장(ISS)의 일반 조명 조립체(GLA)를 

고체 조명 조립체(SSLA)로 교체하는 작업이 시작됩니다. SSLA는 ISS 환경에서 수은을 제거하고 에너지 효율이 더 높은 조명을 제공하는 것 외에도 조명 속성(예: 강도, 스펙트럼)을 

변경하여 각성 및 일주기 재설정을 촉진하거나 필요에 따라 수면을 촉진할 수 있습니다. 

국제 우주 정거장을 위한 고충실도 아날로그 및 비행 연구 중 생체 적응, 수면, 성능을 개선하기 위한 솔리드 스테이트 조명 대책 테스트(조명 효과)에서는 동적 조명 일정(DLS)을 도입하면 기존 GLA 조명에서 수집된 과거 데이터와 비교하여 승무원의 생체 리듬, 수면, 인지 성능에 어떤 이점이 있는지 살펴봅니다.

DLS는 인간의 일주기 리듬, 수면 및 각성도에 미치는 광 강도와 스펙트럼의 영향을 조사하는 기본 및 응용 작업을 기반으로 합니다. 첫째, 광 강도와 일주기 시계를 재설정하고 각성도와 성능을 증진시키는 광의 능력 사이에는 긍정적인 복용량 반응이 있습니다.

둘째, 짧은 파장(파란색으로 보임) 광은 일주기 시계를 재설정하고 각성도와 성능을 증진하는 데 가장 효과적입니다. 광 강도와 파장을 조작하면 더 나은 수면, 각성도 및 일주기 적응을 증진하는 데 사용할 수 있습니다. 

DLS는 좋은 시각 기능을 촉진하기 위한 표준 조명을 제공하는 것 외에도 두 가지 다른 설정을 언제 사용해야 하는지에 대한 조언을 제공합니다. 낮은 강도의 청색 파장이 감소된 취침 전 설정은 취침 전 가능한 한 오랫동안 사용하도록 의도되었습니다. 

더 높은 강도의 청색광이 풍부한 조명 설정은 각성도 증가 또는 일주기 적응이 필요할 때 사용하도록 의도되었습니다. 이 연구는 미래의 유인 우주 비행체와 서식지 설계에서 승무원 건강, 거주 가능성, 환경 및 인적 요소에 대한 정량적 데이터와 지식을 생성하도록 설계되었습니다. 

이 연구는 또한 우주 탐사 중 수면과 일주기 조절을 최적화하는 데 도움이 되는 비행 외과의, 비행 심리학자 및 우주인에게 지침을 제공할 것으로 기대됩니다. 

설명 우주 비행은 종종 승무원을 비정상적인 수면-각성 및 작업 일정에 노출시키는데, 여기에는 비정상적인 '주간 길이'와 늦은 밤 작업 시간이 있는 갑작스러운 '슬램 교대'가 포함되며, 이는 일주기 페이스메이커 부정렬로 이어질 수 있습니다. 

치료되지 않은 일주기 부정렬은 수면과 각성이 잘못된 일주기 단계에서 발생하여 수면의 질과 양을 감소시키고, 각성, 반응 시간 및 인지를 손상시키며 피로 관련 사고 위험을 증가시킵니다. 일주기 부정렬이 없더라도 국제 우주 정거장(ISS)에서의 수면 시간은 일반적으로 좋지 않으며(약 6시간/박) 불면증과 주간 졸음을 해결하기 위해 최면제와 카페인이 일반적으로 사용됩니다. ISS와 같은 고위험 환경에서는 피로 ​​관련 성능 저하 및 사고 위험을 최소화해야 합니다.

빛은 일주기 부정렬과 졸음에 대한 강력한 대책입니다. 빛의 효과는 안전하고 비약리적이며 주변 조명에서 얻을 수 있습니다. 연구에 따르면 단색 및 좁은 대역폭 단파장 청색광은 야간 멜라토닌을 억제하고 일주기 페이스메이커의 위상을 이동시키며 각성 및 성과를 향상시키는 데 효과적입니다. 

또한 흰색으로 보이는 빛은 스펙트럼의 청색 부분에서 풍부해져 멜라토닌을 억제하고 각성도를 높이고 작업 성과를 개선하며 건강한 대상의 수면을 향상시키는 효능을 높일 수 있습니다. 스펙트럼의 청색 부분에서 흰색으로 보이는 빛을 풍부하게 하는 것은 우주 비행 중 일주기 부정렬 및 성과 결핍의 위험을 줄이는 안전하고 비약리적 대책으로서 강력한 잠재력을 가지고 있습니다. 

현재 ISS는 우주인의 작업 및 생활 환경을 비추기 위해 형광등을 수용하는 일반 조명 조립체(GLA)를 사용합니다. 중요한 점은 현재 GLA용 램프 공급이 2017년까지 고갈될 것이라는 것입니다. 

발광 다이오드(LED) 형태의 고체 조명은 ISS에 있는 GLA와 모든 미래 유인 우주선 및 거주 공간을 대체할 매력적인 후보이며, 낮은 중량, 전력 소비, 열 발생 및 독성 물질과 더 긴 램프 수명으로 인해 다른 소스보다 유리합니다. 동적 조명 일정은 인간의 일주기 광수용체 시스템의 스펙트럼 및 강도 감도를 기반으로 개발되었습니다. 

동적 조명 일정은 세 가지 사전 결정된 조명 설정을 사용하여 다음을 포함한 다양한 운영 요구 사항에 맞게 조명을 최적화해야 하는 시기를 결정합니다. 생체 적응을 촉진합니다. 수면을 개선합니다. 작전 업무를 위해 높은 시력과 색 식별력을 유지하는 동시에 각성도와 성과를 향상시킵니다. 각 설정은 효능을 최적화하기 위해 고유한 강도와 스펙트럼을 갖습니다. 

세 가지 사전 결정된 조명 설정은 다양한 운영 설정에서 사용하도록 구상되었으며, 아날로그 및 비행 연구에서 모두 테스트가 계획되어 있습니다.

상관 색온도(CCT) 및 칸델라(cd) 단위의 휘도에 대한 다음 사양은 Boeing의 설정에 대한 공급업체 요구 사항과 일치합니다. 

일반 조명 설정 - 4500K 백색광, 210cd. 위상 변화/경계 설정 - 6500K(청색 강화) 백색광, 420cd. Pre-Sleep 설정 - 2700K(청색 감소) 백색광, 

90cd 또는 이상적으로는 더 낮음. 작업 또는 승무원의 선호도에 따라 디머 스위치 또는 승무원 숙소에서는 쉐이딩 시스템을 통해 추가 제어가 가능합니다. 

국제 우주 정거장(조명 효과)을 위한 고충실도 아날로그 및 비행 연구 동안 생체 적응, 수면 및 성능을 개선하기 위한 솔리드 스테이트 조명 대책 테스트의 목적은 ISS 임무에 탑승한 비행 승무원을 위한 SSLA를 사용하는 일상 운영을 위한 조명 프로토콜의 효능을 테스트하는 것입니다. 

궁극적인 목표는 ISS에서 비행 임무 중에 우주인의 시력, 수면, 각성, 생체 리듬 및 일반적인 웰빙에 대한 동적 조명 일정 프로토콜의 배치의 수용성, 사용 및 운영적 영향을 평가하는 것입니다. 

이 비행 중 연구는 일반 조명만을 사용하는 현재의 정적 일일 조명과 비교했을 때 동적 조명 일정 프로토콜이 다음과 같다는 가설을 테스트합니다. 운영 작업에 필요한 허용 가능한 시각적 성능과 색상 구별력을 유지합니다. 

일주기 동조의 안정성을 향상시킵니다. 수면 교대 도전(예: '슬램 시프트') 후에 일주기 적응이 개선됩니다. 수면 시간과 효율성이 향상됩니다. 깨어있는 시간의 각성 상태와 인지 능력을 향상시킵니다. ISS에 SSLA를 설치한 후, ISS 임무 전, 임무 중, 임무 후에 수집된 시각, 수면, 성능, 일주기 리듬 데이터를 GLA 조명 하에서 ISS에서 이전 비행 임무 중에 연구팀과 다른 사람들이 수집한 과거 데이터와 비교할 계획입니다. 

이러한 데이터는 SSLA와 DLS의 비행 중 사용에 대한 운영 지침을 검증하는 데 견고한 생물학적 기반을 제공할 것으로 기대됩니다. 맨 위로 돌아가기 응용 프로그램 우주 응용 프로그램 우주 비행은 승무원을 태양의 경로를 따르지 않는 수면 및 기상 일정에 노출시킵니다. 이는 불면증과 피로를 유발하여 승무원의 각성과 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. Lighting Effects는 하루 종일 강도와 파장을 조정할 수 있는 새로운 광원을 연구하여 보다 규칙적인 일정을 시뮬레이션합니다. 

결과는 비행 외과의, 심리학자 및 승무원이 일주기 리듬을 더 잘 조절하고 수면을 개선할 수 있는 새로운 정보를 제공할 것으로 기대됩니다. 엔지니어와 설계자는 차세대 유인 우주 탐사 차량을 제작할 때 이 정보로부터 이익을 얻을 수도 있습니다. 

지구 응용 프로그램 전기 조명은 지구상에 널리 퍼져 있으며 각성에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 

전기 조명을 사용하는 사람은 누구나 하루 종일 강도와 파장을 조절할 수 있는 조명의 이점을 얻을 수 있으며, 깨어 있는 시간 동안 각성을 개선하고 저녁 시간 동안 수면을 촉진할 수 있습니다. 

야간 근무를 하는 수백만 명의 사람들도 자연 조명을 모방한 역동적인 조명 일정의 이점을 얻을 수 있습니다. 

맨 위로 돌아가기 운영 운영 요구 사항 및 프로토콜 이 조사에는 총 6명의 비행 중 피험자가 필요합니다. 

또한, 모든 Biochem Profile, Reaction Self Test 및 Sleep 연구에 참여한 과거 승무원의 데이터를 요청하여 과거 대조군 피험자를 모집할 계획입니다. 

2주간의 활동 기록과 수면 기록, 24시간 소변 수집 및 하루에 걸쳐 분산된 인지 테스트 배터리를 3번 실시하는 기내 세션 2회가 요구되며, 한 번은 표준 승무원 수면 시간 이후에, 

다른 한 번은 승무원 수면 교대 근무 이후에 실시됩니다. 

또한, 두 가지 시각 성능 테스트(수치 검증 테스트 및 색상 구별 테스트)는 임무의 어느 시점에서든 GLA 조명 하에서 수동으로 설정한 네 가지 SSLA 설정 각각에서 완료됩니다. 네 가지 SSLA 설정(GLA 조명 하, ISS 주간 큐폴라, 어둠 속) 각각에서 조도계 판독값도 승무원이 ISS에 머무는 동안 4주마다 얻습니다. 맨 위로 돌아가기