Dormir será um dos desafios dos astronautas nas missões a Marte
Pesquisas buscam diferentes técnicas para otimizar horário de descanso das tripulações espaciais
Os astronautas vêm se ajustando aos desafios de dormir no espaço há anos — e as lições aprendidas com o sono em gravidade zero garantirão que um dia as primeiras equipes em missões a Marte terão descanso suficiente antes de explorar o planeta vermelho.
As tripulações rotativas passaram uma média de seis meses vivendo e trabalhando a bordo da Estação Espacial Internacional por quase 23 anos e lutam com problemas de sono, assim como as pessoas na Terra. Alguns dos desafios são semelhantes aos dos trabalhadores por turnos ou pessoas com horários anormais, mas outros são mais exclusivos do ambiente espacial.
Por exemplo, a maioria das pessoas não precisa se preocupar em flutuar para longe de suas camas devido à gravidade zero. Não se preocupe — os astronautas usam equipamentos especiais para evitar que flutuem pela estação espacial enquanto dormem.
Dois dos maiores desafios para os astronautas incluem o ambiente de sono e o estabelecimento de um ciclo natural de descanso.
Dormindo no espaço
Os astronautas têm quartos escuros, silenciosos e privados na estação espacial propícios para um bom sono — mas isso nem sempre será o caso em outras missões espaciais, disse a Dra. Erin Flynn-Evans, diretora do Laboratório de Contramedidas de Fadiga no Centro de Pesquisa Ames da Nasa, em Mountain View, Califórnia.
Como seus antecessores históricos da Apollo, as cápsulas Orion que serão usadas durante as futuras missões Artemis à Lua são pequenos veículos com espaço limitado para tripulações e sacos de dormir para períodos de descanso.
“Penso nisso como acampar”, disse Flynn-Evans. “Se for por alguns dias, provavelmente não é grande coisa. Mas quanto mais tempo você fica perto de alguém em espaços apertados, mais perturbador isso pode ser.
Enquanto a estação espacial oferece vistas incríveis da Terra, os 16 amanheceres que um astronauta testemunha por dia podem causar estragos no ritmo circadiano, o relógio natural do corpo para dormir e acordar.
Na Terra, ocorrem interrupções no ritmo circadiano para pessoas que trabalham em turnos noturnos ou experimentam jet lag enquanto viajam entre fusos horários.
“A luz é o que redefine nosso ritmo circadiano e nos mantém organizados nesse ciclo dia-noite, mas no espaço temos vários desafios”, disse Flynn-Evans.
A estação espacial orbita a Terra a cada 90 minutos, criando ciclos alternados de escuridão e luz. Em vez de forçar os astronautas a se adaptarem a um ciclo tão estranho, especialistas da Nasa adicionaram iluminação ao interior da estação espacial que imita o que as pessoas experimentam durante um dia normal na Terra.
“Temos que tentar bloquear a luz das janelas durante a noite”, disse ela, “e realmente temos que tentar maximizar a luz através das janelas ou com iluminação interna para garantir que a equipe receba esse estímulo de sincronização para que eles são capazes de ficar acordados e dormindo na hora certa”.
O jet lag começa antes que os astronautas cheguem à estação espacial, e seus horários de sono são alterados dias antes da decolagem com base na hora do dia e no fuso horário de onde eles serão lançados. Assim que chegam à estação espacial, cada astronauta é transferido para o horário de Greenwich, “um bom meio-termo entre todos os países participantes”, disse Flynn-Evans.
No Laboratório de Contramedidas de Fadiga, Flynn-Evans e seus colegas desenvolvem ferramentas para ajudar os astronautas a superar os desafios do sono. Algumas das estratégias envolvem gerenciar quando os astronautas são expostos à luz azul, o principal comprimento de onda de sincronização para o sistema circadiano, e quando reduzir a luz azul para ajudá-los a dormir.
Os astronautas têm horários organizados, mas a chegada de missões de reabastecimento ou novas tripulações às vezes os interrompe. Flynn-Evans e outros pesquisadores desenvolveram abordagens para mudar o sono com segurança para os astronautas, como determinar quando tirar uma soneca ou ficar acordado até mais tarde para acomodar as mudanças de horário.
As mesmas dicas que ajudam os astronautas a dormir também se aplicam à Terra, incluindo seguir uma programação regular de acordar e adormecer no mesmo horário, tanto quanto possível, e limitar a exposição à luz azul antes de dormir, que é emitida por TVs de LED, smartphones, computadores e tablets.
“Missões espaciais falsas”
Embora os cientistas tenham dados do sono de anos de voos espaciais, a realização de missões simuladas na Terra permite mais controle.
“Fazemos missões espaciais falsas o tempo todo”, disse Flynn-Evans. “Temos o que chamamos de ambiente espacial analógico no Johnson Space Center, chamado Human Exploration Research Analog ou HERA, e isso é basicamente um pequeno habitat.”
O espaço imita o tamanho de uma base lunar ou de uma pequena espaçonave e pode abrigar tripulações de quatro pessoas por longos períodos de tempo. Flynn-Evans esteve envolvido em um estudo no qual as equipes passaram 45 dias no habitat e foram restritas a cinco horas de sono durante a semana e oito horas nos fins de semana. Os participantes foram testados quanto ao estado de alerta e desempenho.
As descobertas do experimento mostraram que, se os membros da tripulação dormiam apenas cinco horas em uma noite, eles precisavam de mais oportunidades para recuperar o sono nas noites subsequentes para evitar os efeitos nocivos da privação do sono. O requisito atual é que os membros da tripulação durmam 8 horas e meia por noite em missões para evitar perda de sono a longo prazo, erros induzidos por fadiga e complicações de saúde, de acordo com a Nasa.
Em junho, a Nasa iniciará o primeiro experimento em um novo habitat marciano impresso em 3D no Johnson Space Center, chamado Crew Health and Performance Exploration Analog, ou CHAPEA.
Ao longo de um ano, uma equipe de quatro pessoas viverá e trabalhará dentro de um espaço de 158 metros quadrados para simular a vida em Marte. O foco do primeiro experimento é a nutrição, mas Flynn-Evans e seus colegas pesquisadores também monitorarão o sono da tripulação.
Habitats como HERA e CHAPEA permitem que os cientistas simulem surpresas que podem acontecer em uma missão real à Lua ou a Marte, como recursos limitados, falha de equipamentos, problemas de comunicação e outros estressores de pequenos habitats.
Preparando-se para Marte
Uma fonte inesperadamente rica de dados do sono provou estar estudando os cientistas e engenheiros terrestres que trabalham em missões a Marte, como o rover Perseverance.
Um dia em Marte dura cerca de 39 minutos a mais do que um na Terra, mas é o suficiente para que os membros do controle da missão tenham que ajustar seus horários constantemente para se manterem no cronograma do Perseverance.
“Se você está mudando 39 minutos por dia, isso significa que você basicamente vai dormir 39 minutos mais tarde todos os dias”, disse Flynn-Evans. “Não parece tão ruim em uma única noite. Mas depois de cinco dias, é como se você tivesse atravessado seis fusos horários. É um verdadeiro estressor para o corpo.”
Ainda existem muitas incógnitas sobre estar no “horário de Marte”, e como a mudança de horário afeta o metabolismo do corpo humano.
Compreender como as pessoas na Terra se adaptam para viver no tempo de Marte é uma forma de se preparar para futuras missões ao planeta vermelho. Flynn-Evans e sua equipe estão trabalhando em estreita colaboração com aqueles que planejam as missões lunares Artemis para otimizar os horários dos astronautas e garantir que a iluminação seja suficiente e o ruído seja abafado dentro de Orion quando eles precisarem dormir.
Os pesquisadores também querem estudar quanta cafeína os astronautas precisam para ficarem alertas, para garantir que as tripulações não fiquem sem café em uma espaçonave com armazenamento limitado.
“O sono está intimamente ligado ao desempenho, estado de alerta, comunicação interpessoal e relacionamentos”, disse Flynn-Evans, “portanto, queremos garantir que as equipes estejam preparadas para o sucesso e tenham o sono de que precisam”.
