Сон і циркадні ритми астронавтів

5 днів тому

Читати 12 хв

Український психологічний ХАБ · Опубліковано 17 жовтня 2026 року · Редакційна політика.

Сон астронавтів — один із ключових чинників підтримання уваги, здоров’я й працездатності під час космічного польоту. На Міжнародній космічній станції люди сплять за організованим добовим розкладом, проте їхній біологічний годинник має пристосовуватися до штучного освітлення, робочих операцій, замкненого середовища й незвичних фізичних відчуттів. У дослідженнях реальних екіпажів зафіксовано скорочення сну та епізоди циркадного розузгодження; величина й причини змін різняться між людьми та місіями. NASA: ризик недостатнього сну й нерегулярного розкладу; Flynn-Evans та співавт., 2016.

Ця стаття пояснює, як сплять астронавти, чому приблизно 16 сходів і заходів Сонця за земну добу не визначають їхній режим, що показали вимірювання на орбіті, які заходи застосовують для підтримання сну та які питання залишаються відкритими для тривалих експедицій до Місяця й Марса.

Як сплять астронавти на орбітальній станції

На Міжнародній космічній станції сон організовують у невеликих особистих відсіках. Спальний мішок фіксують, щоб людина не дрейфувала під час відпочинку; звичної опори тіла на матрац у невагомості немає. Можливість спати в будь-якій орієнтації тіла сама по собі не визначає якість нічного відпочинку. На нього впливають освітлення, шум вентиляції та обладнання, температура, відчуття приватності й час робочих завдань. Європейське космічне агентство описує спеціальні відсіки сну та дослідження електричної активності мозку під час відпочинку Sleep in Orbit.

Станція приблизно кожні 90 хвилин обертається навколо Землі, тому за 24 години екіпаж може спостерігати близько 16 сходів і заходів Сонця. Однак робочий день астронавтів організований за узгодженим 24-годинним графіком, а не за кожним орбітальним світанком. Керований розклад і внутрішнє освітлення формують практичні сигнали часу. Це допомагає підтримувати передбачуваний період сну, хоча режим може змінюватися через стикування кораблів, виходи у відкритий космос та інші операції ESA, 2023.

Умови сну на МКС не можна вважати однаковими для всіх польотів. Історичні експедиції космічних шатлів, сучасні тривалі місії на станції та майбутні польоти за межі низької навколоземної орбіти відрізняються плануванням, обладнанням, тривалістю й доступною підтримкою. Узагальнення потребує вказівки, які саме екіпажі досліджувалися Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025.

Що таке циркадні ритми і як вони пов’язані зі сном

Циркадні ритми — близькі до доби коливання фізіологічних і поведінкових процесів, які підтримуються внутрішньою системою біологічного часу та синхронізуються із зовнішніми сигналами. Для людського сну важливі два взаємопов’язані процеси: накопичення потреби в сні протягом неспання і циркадна зміна схильності до сну та бадьорості. Зрозуміти їх допомагають статті «Біологічний годинник» та «Сон: як він працює».

Світло, яке потрапляє на сітківку ока, є одним із найпотужніших сигналів налаштування центрального біологічного годинника. Час освітлення має значення: світло в певні години може зсувати циркадну фазу, а яскравість і спектр також впливають на відповідь організму. В орбітальному середовищі зовнішній світловий цикл не забезпечує звичного 24-годинного орієнтира, тому розклад і штучне освітлення стають частиною організації біологічного часу. Докладніше про механізм — у матеріалі «Світло і циркадний ритм»; застосування для космічних місій розглядає NASA.

Тривалість сну, час засинання та циркадна фаза

Тривалість сну показує, скільки часу людина фактично спала; час у спальному відсіку може бути довшим. Циркадна фаза відображає положення внутрішнього біологічного ритму відносно годинника. Людина може лягати спати за розкладом і водночас перебувати у фазі, за якої організм ще підтримує бадьорість. Навіть стабільний графік не гарантує повного збігу з внутрішнім часом. Це пояснює поняття циркадної десинхронізації.

Сонливість, якість відпочинку, здатність заснути й концентрація в наступну робочу зміну — пов’язані показники, але кожен вимірює інший аспект стану. Астронавт може спати менше через коротке вікно для відпочинку, циркадну невідповідність, шум або емоційне напруження. Тому причину не можна визначити за однією тривалістю сну чи суб’єктивною оцінкою Barger та співавт., 2014; Flynn-Evans та співавт., 2016.

Скільки годин сплять астронавти: результати вимірювань

Дані космічних шатлів і МКС

В спостережному дослідженні Лори Барґер та колег, опублікованому в The Lancet Neurology, використовували актіграфію — реєстрацію рухової активності зап’ястка для оцінювання циклів сну й неспання — та щоденники астронавтів. Дані охопили 64 учасників польотів шатлів і 21 астронавта тривалих експедицій на МКС у визначені історичні періоди. Під час польотів шатлів середня оцінена тривалість сну становила 5,96 години за ніч, а на МКС — 6,09 години. Це середні значення конкретних досліджених екіпажів, а не постійна норма для всіх сучасних космічних місій Barger та співавт., 2014.

У тому самому дослідженні астронавти недосипали також до запуску: на тижнях інтенсивної підготовки та безпосередньо перед польотом. Таке порівняння важливе, бо відділяє навантаження професійної підготовки від чинників власне космічного середовища. Дані свідчать про системне значення планування часу для сну до, під час і після місії Barger та співавт., 2014.

Актиграфія дає цінну інформацію про тривалі природні цикли активності у польоті, проте оцінює сон опосередковано і не розкриває всіх його стадій. Її показники потрібно читати як оцінку сну, особливо за умов, коли рухи тіла в невагомості відрізняються від земних. Висновки про конкретні стадії сну потребують електрофізіологічних вимірювань; методологічні можливості розглядає огляд Sleep Away from Earth, 2025.

Чому середнє значення не описує кожну ніч

Середня тривалість приховує чергування спокійніших і складніших періодів. Операційні зміни, завдання з підвищеною відповідальністю та індивідуальна чутливість до умов станції впливають на сон по-різному. Через невеликі кількості доступних екіпажів і зміну обладнання між поколіннями експедицій будь-яка окрема цифра потребує контексту року, місії та способу вимірювання Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025.

Циркадне розузгодження: що показало дослідження на МКС

У дослідженні Ерін Флінн-Еванс та колег аналізували 3248 діб польоту 21 астронавта МКС. Дослідники зіставляли актіграфічні дані з розрахунковою фазою внутрішнього циркадного ритму. Приблизно 19% епізодів сну під час польоту були класифіковані як циркадно неузгоджені. У ці епізоди середня оцінена тривалість сну становила 5,4 години, а за узгодження — 6,4 години Flynn-Evans та співавт., 2016.

Дослідники також виявили відмінність у повідомленнях про приймання засобів для сну: 24% епізодів за неузгодженого ритму проти 11% за узгодженого. Зв’язок зберігався у статистичному аналізі повторних вимірювань. Проте це спостережне дослідження: воно демонструє асоціацію, а циркадну фазу обчислювали за моделлю, а не безпосередньо вимірювали для кожного епізоду. Тому за цими даними не можна визначити, яка частка різниці у сні зумовлена лише циркадним механізмом Flynn-Evans та співавт., 2016.

Під час стикування іншого корабля з МКС автори зафіксували деякі відмінності в показниках сну, що підкреслює вплив робочого контексту. Операції, фізіологічна фаза та психологічні навантаження можуть діяти одночасно. Отже, оцінювання режиму астронавта має враховувати графік конкретної місії, а не лише середній час засинання Flynn-Evans та співавт., 2016.

Що заважає астронавтам засинати й відновлюватися

Світлові сигнали та графік роботи

У космосі зовнішнє чергування світла й темряви не збігається зі звичною добою. Водночас екіпаж може потребувати роботи у години, які для конкретної людини відповідають біологічній ночі. Нерегулярні зміни часу відпочинку ускладнюють адаптацію. NASA відносить недостатній сон, циркадну десинхронізацію та перевантаження роботою до спільної категорії ризиків для людської працездатності NASA Human Research Program.

Шум, простір, приватність і невагомість

У замкненому житловому модулі постійно працює обладнання життєзабезпечення, а люди розділяють обмежений простір. У спальному відсіку важливі контроль світла, шуму й температури, можливість усамітнення та передбачуваність перерв. Незвична відсутність звичних точок опори може змінювати суб’єктивний комфорт. Ступінь впливу кожного чинника різниться: дані не дають підстав назвати саме невагомість єдиною або головною причиною недосипання Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025; огляд 2025 року.

Відчуття замкненості, складність приватного відпочинку й комунікаційні навантаження мають окремі психологічні механізми. Для їх розуміння корисний матеріал про психологію ізольованих і замкнених середовищ, а також дослідження тривалої ізоляції екіпажу. Їхні висновки потрібно поєднувати з безпосередніми вимірюваннями сну, оскільки поганий настрій, втома й клінічний розлад сну є різними явищами.

Фізичне навантаження, стрес і медичні чинники

Робоча інтенсивність, адаптаційний дискомфорт, часовий тиск, біль або інші проблеми здоров’я можуть впливати на нічний відпочинок. Сон у свою чергу пов’язаний із регуляцією уваги, настрою та відновленням. Для конкретної людини важлива оцінка поєднання умов, симптомів і медичного анамнезу. Загальний науковий статус взаємозв’язків узагальнено в систематичному огляді 2025 року.

Що відбувається з увагою, рішеннями й роботою екіпажу

Недостатній сон і невдалий циркадний час виконання завдання можуть погіршувати пильність, підтримання уваги й стабільність когнітивних результатів. Для космічної діяльності це означає підвищену увагу до розкладу складних операцій, перевірок, комунікації й розподілу навантаження. NASA розглядає ці фактори як ризик зниження працездатності та несприятливих наслідків для здоров’я NASA Human Research Program.

Водночас висновок про статистичний зв’язок між недосипанням і когнітивними показниками не дорівнює доказу, що окремий астронавт припустився певної помилки саме через недосипання. Безпека місії залежить від багатьох системних бар’єрів, підготовки, командної координації та умов операції. Психологічний контекст спільної роботи розкриває стаття «Командна динаміка космічного екіпажу».

Невеликі електроенцефалографічні дослідження в польоті також описували локальні, схожі на сон, патерни мозкової активності під час неспання. Вони становлять цікаву підставу для дослідження механізмів зниження пильності, але не дають змоги встановити поширеність ефекту серед усіх астронавтів: одна з таких робіт охоплювала лише п’ятьох учасників Petit та співавт., 2019.

Як дослідники вимірюють сон у космосі

Актиграфія, щоденники та перевірка працездатності

Наручні пристрої фіксують активність і дозволяють спостерігати приблизну тривалість та регулярність сну протягом багатьох діб. Щоденники додають відомості про намір заснути, оцінку якості відпочинку й ліки. Комп’ютеризовані короткі завдання на пильність допомагають відстежувати зміни поведінкової працездатності. Кожен спосіб має власні похибки, тому поєднання джерел інформативніше за один показник Barger та співавт., 2014; Basner та співавт., 2013.

Електроенцефалографія, температура й біологічні маркери

Електроенцефалографія реєструє електричну активність мозку і допомагає розрізняти стадії сну. Для оцінювання циркадного часу використовують також ритми температури тіла та маркери, пов’язані з мелатоніном. Кожен метод має обмеження для роботи на орбіті: великі системи можуть бути незручними, а маркери потребують правильного часу відбору й тлумачення. ESA випробовує мініатюрні навушні пристрої для запису електроенцефалограми в експерименті Sleep in Orbit ESA, 2023; ESA, 2024.

Об’єктивна оцінка циркадної фази особливо важлива, бо фіксований час сну за годинником не гарантує його узгодження з внутрішнім ритмом. У багатьох польотних дослідженнях циркадну фазу оцінювали через математичні моделі або обмежений набір біомаркерів, а не безперервне пряме вимірювання Flynn-Evans та співавт., 2016.

Як підтримують сон і циркадні ритми під час місії

Передбачуваний розклад, захист часу відпочинку

Практичний принцип — планувати достатній і відносно стабільний інтервал для сну, враховувати попередній дефіцит відпочинку й намагатися не накопичувати хаотичних змін графіка. Коли зміну режиму диктує важлива операція, потрібне попереднє планування відновлення та оцінка пильності. Такий підхід є частиною системного керування навантаженням, яке розглядає NASA.

Підготовка до польоту також має значення. Спостереження Барґер та колег показали скорочення сну ще до старту, отже управління втомою починається під час земної підготовки, а не після виходу на орбіту Barger та співавт., 2014.

Динамічне освітлення

Керовані світильники можуть змінювати яскравість і спектральні характеристики протягом запланованої доби: забезпечувати сильніший світловий сигнал під час активності й обмежувати його поблизу сну. Принцип спирається на людську циркадну фізіологію; ефективність конкретної системи слід перевіряти за конкретними показниками сну й роботи. ESA описала встановлення дослідного світильника Circadian Light у спальному відсіку астронавта Андреаса Могенсена на МКС ESA, 2023; ESA, 2024.

У 45-добовому наземному експерименті NASA HERA з 16 учасниками динамічне освітлення порівнювали зі сталим за умов спеціально запланованого обмеження сну. Група з динамічним освітленням мала менш мінливі показники циркадної фази й кращу точність в окремих когнітивних тестах. Різниці у тривалості сну, про яку повідомляли учасники, та часі засинання між групами не виявили. Дослідження підтримує перспективність підходу, але не доводить таких самих результатів для всіх орбітальних екіпажів Rahman та співавт., 2022.

Короткий відпочинок і стимулятори

Планування короткого додаткового сну або вживання кофеїну іноді розглядають як допоміжні засоби керування пильністю в екстремальних професійних умовах. Їхня ефективність залежить від часу, дози, попереднього недосипання та індивідуальної відповіді. Кофеїн пізно у фазі запланованого сну може заважати засинанню; короткий відпочинок не замінює системного забезпечення основного сну. NASA досліджує взаємодію освітлення, кофеїну та біологічного годинника екіпажу NASA.

Снодійні засоби та медичний нагляд

Історичне дослідження Барґер та колег зафіксувало поширене використання засобів для сну серед досліджених астронавтів: про приймання повідомили 61 із 78 учасників польотів шатлів і 12 із 16 учасників місій МКС, для яких були такі дані. Це показник визначеної вибірки та періоду, а не твердження про сьогоднішню практику всіх агентств Barger та співавт., 2014.

Для космічної роботи медикаментозний сон потребує особливої уваги до тривалості дії препарату, можливих залишкових ефектів під час пробудження, індивідуальних протипоказань та готовності до непередбачених операцій. Вибір засобу належить до медичного супроводу місії. Самостійні експерименти зі снодійними, мелатоніном або поєднанням препаратів не є безпечною заміною професійної оцінки Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025; Zong та співавт., 2025.

Місяць, Марс та автономні експедиції: що можна прогнозувати

МКС дозволяє вивчати сон людей у реальному космічному польоті, але умови за межами низької орбіти відрізнятимуться. На Місяці зовнішній цикл освітленості місцевості триває значно довше за земну добу; на Марсі сонячна доба триває приблизно 24 години 39 хвилин. Для майбутніх екіпажів режим відпочинку визначатиметься місією, штучним освітленням, необхідністю зовнішніх робіт і побудовою автономного житлового простору. Конкретні наслідки ще потребують випробувань Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025; огляд 2025 року.

Психологія автономності охоплює можливість самостійно керувати графіком, обміном інформацією й підтримкою працездатності, коли зв’язок із Землею затримується. Для сну це означає чіткі місцеві правила захисту відпочинку і розподілу навантажень усередині екіпажу. Міжособистісні й управлінські механізми окремо розглядає стаття «Психологія автономних екіпажів».

Чого навчили наземні аналоги

У дослідженні Mars-500 шестеро учасників провели 520 діб у наземному модулі, який імітував частину умов тривалої міжпланетної місії. Автори описали зменшення активності та зміни тривалості й часу сну, причому траєкторії різнилися між членами екіпажу. Це важливий матеріал про довготривалу ізоляцію та структуру діяльності, але випробування не включало реальну мікрогравітацію, космічне випромінювання чи польотні операційні ризики Basner та співавт., 2013.

Аналоги HERA, CHAPEA, SIRIUS, Mars-500 і антарктичні станції досліджують різні поєднання замкненості, світлового режиму, тривалості й автономності. Дані про сон з одного експерименту не можна механічно переносити на інший. Наукове питання завжди конкретне: які умови імітовано, що вимірювали, скільки людей брало участь і чи повторено ефект у реальному польоті Rahman та співавт., 2022; Basner та співавт., 2013.

Сон і психічне здоров’я астронавтів

Недостатній сон може посилювати суб’єктивну втому, дратівливість і складність емоційної саморегуляції, проте окремі такі прояви не становлять психіатричного діагнозу. Порушення сну потребує оцінювання його тривалості, частоти, наслідків і контексту. Професійна втома, циркадне розузгодження, скарга на безсоння та клінічно визначений розлад сну мають різні критерії й потребують різної допомоги. Ширший контекст описано в статті «Психічне здоров’я астронавтів»; космічні дані узагальнені в огляді 2025 року.

Команді можуть допомагати узгоджені правила тиші, повага до періоду приватного відпочинку, можливість повідомляти про втому без стигматизації та плановий доступ до медичного й психологічного супроводу. Такі заходи обґрунтовані як елементи організації умов для сну; конкретну ефективність будь-якого втручання потрібно вимірювати окремо NASA Human Research Program.

Межі доказів і поширені помилки

Поширене твердження, що астронавти живуть за 16 окремими добами, виникає з плутанини між кількістю орбітальних світанків і годинником людини. Екіпаж організовує роботу за добовим графіком, а кероване освітлення створює придатніші сигнали для відпочинку ESA, 2023.

Теза, що невагомість сама спричиняє безсоння, перевищує доступні дані: у реальному польоті впливи середовища й графіка накладаються один на одного. Не слід також вважати скорочення сну неминучим для кожного астронавта. Дослідження відображають змінні умови, різні покоління обладнання та індивідуальну різницю Barger та співавт., 2014; Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025.

Так само наземний успіх освітлювальної системи або біомаркерної технології не доводить, що вона автоматично зменшить операційні помилки чи медичні ризики реальної експедиції. Для цього потрібні польотні випробування з придатними контрольними умовами та вимірюваними наслідками. Пізніші огляди висвітлюють перспективні підходи — від персоналізованого освітлення до методів, пов’язаних із мікробіомом, — однак ці напрямки мають різну доказову зрілість Rahman та співавт., 2022; Zong та співавт., 2025.

Систематичний огляд, опублікований у 2025 році, синтезував 65 робіт про циркадні порушення в астронавтів та пов’язаних дослідницьких середовищах. Сукупність праць підсилює обґрунтованість самого ризику, але об’єднує неоднорідні експерименти, методи вимірювання та умови. Висновки для польотів до Марса залишаються насамперед прогнозом із різним ступенем емпіричної опори Najaf Tomaraei та співавт., 2025.

Практичні наслідки для планування місій

Дані підказують кілька напрямів роботи: закладати сон як окремий ресурс у плані місії; планувати часові вікна для критичних операцій з урахуванням біологічного часу; керувати денним і вечірнім світлом; зменшувати переривання відпочинку та збирати дані про реальний сон, а не покладатися лише на тривалість призначеної перерви. Це обґрунтовані напрями зниження ризиків, ефективність яких залежить від конструкції системи й конкретного сценарію NASA Human Research Program; Rahman та співавт., 2022.

Для автономних місій додаткового значення набувають локальна компетентність екіпажу з оцінки втоми, безпечний розподіл нічних чергувань і резервні процедури на випадок порушення графіка. Статті про космічну психологію та командну динаміку розкривають ці питання на рівні цілісної місії й групової взаємодії.

Поширені запитання

Скільки годин на добу сплять астронавти на МКС?

В історичному спостережному дослідженні тривалих експедицій середній актіграфічно оцінений сон становив приблизно 6,1 години. Це характеристика конкретної вибірки, а не універсальний щоденний розклад або сучасна фізіологічна норма Barger та співавт., 2014.

Чи сплять астронавти стоячи?

У невагомості орієнтація спального мішка відносно підлоги або стін не має земного значення. Мішок фіксують у відсіку, а астронавт відпочиває без звичної опори на ліжко ESA, 2023.

Чому на МКС не лягають спати після кожного заходу Сонця?

Орбітальна станція робить оберт приблизно за 90 хвилин; сон за кожним заходом Сонця зруйнував би звичний добовий розклад. Екіпаж дотримується організованої доби з періодами роботи та відпочинку ESA, 2023.

Чи змінюється біологічний годинник людини у космосі?

Він може зміщуватися відносно встановленого часу сну. Дослідження на МКС показало, що частина епізодів відпочинку припадала на несприятливу оцінену циркадну фазу, але інтенсивність і тривалість змін індивідуальні Flynn-Evans та співавт., 2016.

Чи допомагає штучний світанок?

Динамічне освітлення має фізіологічне підґрунтя і перспективні результати в наземних аналогах. Орбітальні експерименти ESA досліджують застосування цієї технології, але ефективність потрібно оцінювати за об’єктивними показниками, а не лише за схожістю світла на світанок Rahman та співавт., 2022; ESA, 2023.

Чи всі астронавти використовують снодійні?

Ні. У деяких історичних вибірках використання таких засобів було частим, однак це не означає однакову практику в усіх агентствах, експедиціях або поколіннях астронавтів Barger та співавт., 2014.

Чи можна за даними МКС визначити, як спатимуть люди на Марсі?

Дані МКС визначають реальні ризики орбітальної роботи, а наземні аналоги дозволяють перевіряти окремі гіпотези тривалих експедицій. Марсіанський світловий цикл, автономність і тривалість місії потребуватимуть нових випробувань. Пряме перенесення числових результатів з МКС або Mars-500 на майбутній Марс науково необґрунтоване Basner та співавт., 2013; Flynn-Evans, Braun і Jansen, 2025.