Wysokiej jakości sen jest podstawą optymalnego funkcjonowania i osiągania najwyższych wyników w każdym zawodzie, a zasada ta ma szczególną wagę w przypadku astronautów. W unikalnym i wymagającym środowisku Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), gdzie nawet najmniejszy błąd może mieć poważne konsekwencje, zdolność załogi do bycia wypoczętą, skoncentrowaną i gotową do działania ma kluczowe znaczenie. Właśnie w celu głębszego zrozumienia i optymalizacji odpoczynku astronautów na orbicie, rozpoczęto nową demonstrację technologiczną w ramach misji Axiom Mission 4 (Ax-4). Ten innowacyjny projekt przetestuje urządzenie noszone, zaprojektowane do zbierania kluczowych danych biometrycznych, takich jak całkowity czas snu i zmienność rytmu serca, zapewniając bezprecedensowy wgląd w fizjologię snu w warunkach mikrograwitacji.

Projekt, realizowany pod patronatem Laboratorium Narodowego ISS, stanowi owocne połączenie wiedzy i zasobów trzech wiodących organizacji: globalnej firmy konsultingowej w dziedzinie technologii Booz Allen, pioniera komercyjnych lotów kosmicznych Axiom Space oraz fińskiej firmy zajmującej się technologiami zdrowotnymi Oura. Celem tej współpracy jest wykorzystanie potencjału tak zwanego "przetwarzania brzegowego" (edge computing) do przetwarzania i analizy danych biometrycznych niemal w czasie rzeczywistym. Takie podejście umożliwi członkom załogi podejmowanie świadomych decyzji o własnej gotowości do wykonywania krytycznych zadań, niezależnie od komunikacji z Ziemią.

Rewolucja w monitorowaniu zdrowia astronautów

W centrum tych badań znajduje się zaawansowane urządzenie noszone, inteligentny pierścień Oura Ring. Podczas gdy na Ziemi dane zebrane przez to urządzenie są zazwyczaj wysyłane do firmowej chmury w celu analizy i przechowywania, a następnie prezentowane użytkownikowi za pośrednictwem aplikacji mobilnej, w kosmosie zastosowane zostanie zupełnie inne, rewolucyjne podejście. Zebrane informacje będą przetwarzane lokalnie, na samej stacji kosmicznej, za pomocą specjalistycznego urządzenia do przetwarzania brzegowego. Przetworzone dane będą natychmiast dostępne dla członka załogi do oceny. To przejście z scentralizowanego przetwarzania na Ziemi na lokalne przetwarzanie na orbicie stanowi kluczowy krok w kierunku większej autonomii załogi.

Josh Arceneaux, dyrektor ds. lotów kosmicznych w firmie Booz Allen, podkreślił znaczenie tego przełomu technologicznego. "Ta technologia zapewni członkom załogi szczegółowy wgląd w jakość ich snu i ogólny stan biometryczny. Pomoże im to zrozumieć, jak sen bezpośrednio wpływa na ich sprawność fizyczną i zdolność do wykonywania obowiązków następnego dnia na najwyższym możliwym poziomie", oświadczył Arceneaux. Sukces tej demonstracji pokazałby potencjał wyeliminowania potrzeby stałej komunikacji z Ziemią w przypadku niektórych działań, co jest zdolnością, która będzie stawać się coraz bardziej istotna w przyszłych długoterminowych misjach.

Krok w stronę autonomii w drodze na Marsa

Znaczenie tego projektu daleko wykracza poza mury Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Zdolność do autonomicznego zbierania, przechowywania i analizowania danych zdrowotnych staje się absolutnym imperatywem dla przyszłych badań kosmicznych, zwłaszcza w przypadku ambitnych misji, takich jak podróż na Marsa. Podczas takich długotrwałych podróży opóźnienia w komunikacji z Ziemią, które mogą trwać do 20 minut w jedną stronę, sprawiają, że poleganie na wsparciu z ziemi jest niepraktyczne i ryzykowne. Załogi będą musiały być samowystarczalne w monitorowaniu własnego zdrowia i podejmowaniu decyzji. Technologia testowana w ramach misji Ax-4 stanowi podstawę do rozwoju systemów, które pozwolą astronautom na Marsie samodzielnie ocenić, czy są wystarczająco wypoczęci do złożonych zadań, takich jak sterowanie lądownikiem czy przeprowadzanie eksperymentów naukowych na powierzchni innej planety.

"Ostatecznie ta demonstracja pokaże, czy możemy zbierać, przechowywać i analizować te dane oraz wzmocnić pozycję członków załogi, aby mogli podejmować decyzje bez potrzeby łączenia się z Ziemią" - dodał Arceneaux. "Jest to część większego celu, jakim jest przeniesienie zdolności, do których przywykliśmy na Ziemi, do środowiska lotów kosmicznych". Ten projekt nie jest odosobnionym incydentem, ale częścią szerszej strategii dostosowywania istniejących technologii komercyjnych do unikalnych wyzwań środowiska kosmicznego.

Wyzwania związane ze snem w stanie nieważkości

Sen w kosmosie zasadniczo różni się od snu na Ziemi. Brak grawitacji powoduje szereg zmian fizjologicznych, które mogą znacznie zakłócić odpoczynek. Płyny w ciele ulegają redystrybucji, gromadząc się w górnej części ciała i głowie, co często prowadzi do uczucia zatkanego nosa i bólów głowy. Astronauci nie leżą, lecz unoszą się w powietrzu i muszą być przymocowani w śpiworach do ścian lub sufitu, aby nie dryfować bez kontroli i nie uderzać w sprzęt. Chociaż pozwala to na całkowite rozluźnienie mięśni, ponieważ ciało nie musi podtrzymywać własnego ciężaru, samo uczucie unoszenia się może być dezorientujące. Ponadto rytm dobowy, nasz wewnętrzny zegar biologiczny, może zostać zakłócony, ponieważ na ISS astronauci doświadczają 16 wschodów i zachodów słońca w ciągu jednego dnia. Hałas wentylatorów i innych systemów podtrzymywania życia również stanowi stałe źródło zakłóceń. Z tych wszystkich powodów monitorowanie jakości snu nie jest luksusem, ale koniecznością dla zachowania zdrowia i wydajności załogi.

Szerszy kontekst i przyszłość badań

Misja Ax-4, która została wystrzelona z Florydy, wystartowała nie wcześniej niż 10 czerwca 2025 roku. Ten projekt doskonale wpisuje się w misję Laboratorium Narodowego ISS, które działa jako przedsiębiorstwo użyteczności publicznej, umożliwiając naukowcom z środowisk akademickich i sektora prywatnego korzystanie z unikalnych warunków mikrograwitacji. Badania prowadzone na stacji nie tylko rozwijają naukę i technologię na potrzeby misji kosmicznych, ale często prowadzą również do innowacji, które poprawiają jakość życia na Ziemi, od rozwoju nowych leków po zaawansowane materiały. Ten test technologiczny z inteligentnym pierścieniem jest przykładem tego, jak technologia komercyjna, pierwotnie opracowana na rynek konsumencki, może być dostosowana do rozwiązywania konkretnych wyzwań w ekstremalnych środowiskach. Poprzez takie projekty ISS National Lab promuje rozwój zrównoważonego i skalowalnego rynku na niskiej orbicie okołoziemskiej, kładąc podwaliny pod przyszłą komercjalizację kosmosu.