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睡眠・休息ホント

宇宙飛行士は壁に固定した寝袋で眠る。体内時計を乱すのは、1日16回の日の出だけでなく「暗すぎる船内」も

宇宙飛行士は壁に固定した寝袋で眠る。体内時計を乱すのは、1日16回の日の出だけでなく「暗すぎる船内」も

読む前に予想してみよう!

宇宙ステーションでは、寝袋を壁に固定して眠る

研究カード(どんな研究?)
対象
スペースシャトル・ISSの宇宙飛行士
規模
85人(シャトル64人・ISS 21人、飛行中のべ4,000日以上)
研究の種類
観察研究(手首型活動量計と睡眠記録)
確かさ
★★★☆☆
3秒でわかる

宇宙ステーションでは寝袋を壁に固定して眠る。外は約90分で昼夜が一巡し、船内は薄暗い人工照明。体内時計が乱れやすく、宇宙での睡眠は平均約6時間と短い。

ひとことで言うと宇宙では上も下もないから、壁にくっついて寝る!

もくじ
  1. ベッドはない。寝袋を「壁に」くくりつける
  2. 無重力では、吐いた息が顔のまわりにたまる
  3. 1日に16回の日の出! 体内時計はパニック?
  4. 光で体内時計をコントロールする工夫
  5. まとめ

宇宙飛行士は、宇宙でどうやって眠っているのでしょう? ベッドはあるの? 枕は? 寝返りは?

地上では当たり前の「眠る」という行為も、宇宙ではまったく別物になります。そして実は、睡眠不足は宇宙飛行の大きな課題のひとつとして、本気で研究されているんです。

01ベッドはない。寝袋を「壁に」くくりつける

国際宇宙ステーション(ISS)には、乗組員ひとりひとりに電話ボックスほどの小さな個室が用意されています。そこにあるのが、壁に固定された寝袋です。

無重力の宇宙では、体はふわふわ浮いてしまいます。何かにつかまっていないと、眠っている間に部屋の中をただよって、壁や機械にぶつかってしまうかもしれません。だから寝袋を壁に固定し、その中に体を入れて眠るのです。

宇宙には上も下もないので、地上から見れば「壁に立ったまま」眠っているように見えます。でも本人にとっては、立っているのか横になっているのか、ほとんど関係ありません。

無重力で眠ると、腕が自然と前にふわっと浮き上がるので、寝袋の中にしまったり、ベルトで留めたりする人もいるそうです。また、頭も浮いているので、地上のように枕で頭を支える必要はありません。

宇宙の寝室は、電話ボックスサイズの「縦型ベッドルーム」
宇宙の寝室は、電話ボックスサイズの「縦型ベッドルーム」

02無重力では、吐いた息が顔のまわりにたまる

地上では、温まった空気は上へ、冷たい空気は下へと自然に流れます(対流)。ところが無重力では、この対流が起きません。

そのため、眠っている人の顔のまわりに、自分が吐いた二酸化炭素がたまりやすいのです。そこで宇宙ステーションの個室では、換気扇でしっかり空気を循環させることが欠かせません。換気がうまくいかないと、頭痛などの原因になると考えられています。

031日に16回の日の出! 体内時計はパニック?

さらに大きな問題が、光です。

国際宇宙ステーションは、約90分で地球を1周しています。つまり、約45分ごとに昼と夜が入れ替わり、1日に約16回も日の出と日の入りを迎えるのです。

私たちの体内時計は、朝の光でリセットされます(朝日の記事で紹介しました)。でも、日の出が1日16回もあったら、体内時計は「いつが朝なのかわからない!」状態に……なりそうですよね。

ただ、問題は日の出の多さだけではありません。宇宙飛行士は1日の大半を船内で過ごしていて、窓の外の日の出をずっと浴びているわけではないからです。そこでもう1つ大きな問題になるのが、船内の照明が地上の昼間に比べてずっと暗いことです。

ハーバード大学医学部などのDijkさんらが2001年にスペースシャトルの飛行士5人を調べた研究では、船内の昼間の明るさは場所によってわずか5〜80ルクスほど。晴れた日の屋外(数万ルクス)とは比べものにならない暗さで、体内時計に「今は昼だ!」とはっきり伝えることができません。体温のリズムの振れ幅も小さくなり、睡眠は1日6.5時間ほどでした。

つまり体内時計を乱すのは、「日の出が多すぎる」ことだけではありません。窓から入る約90分ごとの日の光に加えて、「昼は暗すぎて、夜とのメリハリがない」ことや、ミッションの都合で夜中に作業したり、寝る時間がずれたりすることも関わっていると考えられています。

この研究にも加わっていたFlynn-Evansさんらの2016年の研究では、ISSの飛行士の睡眠を「体内時計と合った時間帯に寝た日」と「ずれた時間帯に寝た日」に分けて比べました。体内時計とずれた日は、睡眠が平均約1時間短く(合っていた日6.4時間、ずれた日5.4時間)、睡眠を助ける薬を使う割合も約2倍(合っていた日11%、ずれた日24%)になっていました。

04光で体内時計をコントロールする工夫

そこで宇宙ステーションでは、古い蛍光灯にかわって、照明の色や明るさを時間帯に合わせて変えられるLED照明が導入されました。その開発の経緯は、Brainardさんらが2016年にまとめています。

  • 「朝」や作業時間には、青白い明るい光で目を覚ます
  • 「夜」が近づくと、暖かい色の暗めの光にして眠りの準備をする

地上の私たちが朝日や夕焼けで自然にやっていることを、宇宙では照明でつくり出しているわけです。

05まとめ

宇宙飛行士は、壁に固定した寝袋の中で眠っています。そして体内時計を乱すのは、1日16回の日の出だけでなく、薄暗い船内の照明や、ずれやすい作業スケジュールでもありました。宇宙での睡眠研究は、将来の月や火星への長い旅にも欠かせないテーマです。

そして、宇宙で編み出された「光で体内時計を整える」工夫は、夜ふかしになりがちな地上の私たちにとっても、ちゃんと役に立つヒントになっています。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerIn the space station, there is no bed in the usual sense. 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

In the space station, there is no bed in the usual sense. Each crew member has a tiny private room, about the size of a phone booth, and sleeps in a sleeping bag attached to the wall. Because air does not move naturally in microgravity, fans are needed to stop breathed-out carbon dioxide from collecting around the face. Light is another problem.

The station orbits Earth about every 90 minutes, and the lights inside are also much dimmer than daylight on Earth. A 2014 study of 85 astronauts found that they slept only about six hours a night in space, and many used medicine to help them sleep. To improve the situation, LED lights that change color and brightness were introduced.

121 words ・ CEFR B1

和訳を見る

宇宙ステーションには、ふつうの意味でのベッドはありません。乗組員はそれぞれ電話ボックスほどの小さな個室を持ち、壁に取り付けられた寝袋の中で眠ります。微小重力では空気が自然に動かないため、吐き出した二酸化炭素が顔のまわりにたまらないよう、換気扇が必要です。光も別の問題です。

ステーションは約90分ごとに地球を周回しており、さらに船内の照明は地上の昼の光よりずっと暗いのです。85人の宇宙飛行士を調べた2014年の研究では、彼らは宇宙で一晩に約6時間しか眠っておらず、多くが眠るために薬を使っていました。状況を改善するため、色と明るさが変わるLED照明が導入されました。

4択リーディングクイズ

Q1. Why are fans needed in the sleeping rooms?

Q2. What did the 2014 study find?

Q3. According to the passage, what is true about the light inside the station?

重要単語

  • astronautB1
    名詞宇宙飛行士The astronaut slept in a small cabin. astro-(星)+naut(船乗り)。astronomy(天文学)、nautical(航海の)と同語源。
  • microgravityC1
    名詞微小重力(無重力に近い状態)In microgravity, your arms float in front of you. micro-(微小な)+gravity(重力)。zero gravity より科学的に正確な言い方。
  • circadian rhythmC1
    名詞(句)概日リズム(約24時間の体内リズム)Bright morning light resets your circadian rhythm. circa(約)+dies(日)が語源で「約1日」。body clock と言いかえられる。
  • orbitB2
    動詞・名詞(天体などの)周りを回る/軌道The station orbits Earth about every 90 minutes. in orbit「軌道上で」もよく使う。他動詞なので orbit around としないのが基本。
  • medicationB2
    名詞薬、薬物治療Some crew members needed medication to fall asleep. medicine より「処方された薬・投薬」のニュアンス。be on medication「薬を服用中である」。
  • dimB2
    形容詞薄暗いThe lights inside the station are dim. dim the lights「照明を落とす」と動詞でも使える。反意語は bright。
  • ventilationC1
    名詞換気Good ventilation keeps the air fresh. ventilate(換気する)の名詞形。vent は「通気口」。

動画でもっと知る

宇宙ステーションでは、寝袋を壁に固定して眠るらしい。上も下もないから、立って寝てるのか横になってるのかもわからない。窓の外では1日16回も日の出が来るうえ、船内は薄暗い照明で、体内時計が乱れやすいとか。

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出典・参考文献(4件)タップで表示
  1. Barger et al. (2014) Prevalence of sleep deficiency and use of hypnotic drugs in astronauts before, during, and after spaceflight: an observational study, Lancet Neurologydoi.org
  2. Flynn-Evans et al. (2016) Circadian misalignment affects sleep and medication use before and during spaceflight, npj Microgravitydoi.org
  3. Dijk et al. (2001) Sleep, performance, circadian rhythms, and light-dark cycles during two space shuttle flights, American Journal of Physiologydoi.org
  4. Brainard et al. (2016) The development of lighting countermeasures for sleep disruption and circadian misalignment during spaceflight, Current Opinion in Pulmonary Medicinedoi.org