如果你足够地细心,就会在一些有航天员身影的航天飞机和空间站图片里,发现一个外形酷似手表的黑色方形小物件,在它的身上还有1个白色的小长条形区域和1个圆形孔洞,有时还常会有醒目的蓝、绿、红等不同颜色的1个小圆点。而这个系扣在航天员手腕上的装备,就是我们的主角——Actiwatch。
Actiwatch相当于一个便携的、轻重量的小型睡眠-清醒行动监测器。早在2006年,它就开始进入NASA航天员的太空任务当中。因为NASA此前的研究发现,航天员的睡眠模式非常糟糕,他们担心万一糟糕的睡眠模式导致航天员随后出现糟糕的工作表现,那后果不堪设想。
于是,NASA开展了Actiwatch项目的研究。不过,有关它的研究项目虽然是由NASA约翰逊航天中心进行管理和主持的,但这个设备最初并不是美国人自己研制的,而是由英国剑桥的一家公司开发出来的。
Actiwatch由光敏感元件和行为监控器构成,主要是对航天员在太空工作和生活的身体状态进行监测,能同时检测身体运动和光照强度。具体来说,它能提供被监测航天员暴露在周围环境中的光照数量和他工作生活时产生的行动数量方面的数据。通过Actiwatch收集到的数据,可以被用来评估睡眠-清醒适应性和生理节奏周期,并推断是否太空旅行对航天乘组成员的睡眠-清醒模式有影响,即航天发射和太空环境是否会影响航天员的太空工作和身体健康。
靠电池来驱动的Actiwatch可以连续地收集数据,时间间隔范围从90小时到227天,具体间隔范围取决于研究的样本比率。别看Actiwatch很小,可是它肚子里面的容量很大,真有点“麻雀虽小,五脏俱全”的味道。Actiwatch内在的固定储存器和程序设计允许它能够无限制地长期储存数据。工作时,Actiwatch内含有的1个微型单轴加速计,能产生监测对象移动的信号。数据储存在Actiwatch内的固定储存器中,直到它们被下载进行研究分析。Actiwatch可由1个串行端口连接到电脑上,并通过提供的计算机软件来运行和检索数据。此外,它还具备防水和无创的特点。
航天员迈克尔·洛佩斯·阿里格利亚在国际空间站第14长期考察组任务期间,手腕上配戴了Actiwatch参与研究。NASA地面人员通过Actiwatch跟踪迈克尔的轨道睡眠和活动方式。同时,结合他记下的独立日志,研究如何提升航天员身体对空间站上生活的适应性。
自那以后, NASA航天员每次的国际空间站任务,都会携带这个装备飞上太空。有报道称,2009年4月,NASA约翰逊航天中心行为健康及执行部门(Behavioral Health &Performance group)的史蒂夫·温德尔·亚克和他的同事们一起攀登珠峰时,专门利用Actiwatch进行了人体暴露在极端环境下的实验。
温德尔·亚克说:“珠穆朗玛峰的环境与太空环境非常类似。同太空中的航天员一样,我们必须在缺氧的环境下完成很多繁重工作。因此,必须清楚在极端环境下生活多长时间会对睡眠产生影响。
高质量的睡眠对白天的警惕性和执行危险任务的能力非常重要,而且对健康也具有长期影响。睡眠不足甚至会直接影响人身安全。”可见,Actiwatch这个小装备和与其相关的研究,对航天员自身和太空的任务执行具有着十分重大的意义。
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