

通过火星上的机器人体验生活看起来很迷人,在很多方面也确实如此,比如探测岩石、收集沙土等。但它的作息时间是残酷的——火星的“一天”比地球长,这对执行火星任务的每个人来说都是痛苦不堪的。现在,一项新研究表明,这是可以调整的,它可以通过重置我们地球上的昼夜节律,使其遵循火星的周期,而不是我们母星的周期。
人类天生的生物钟并非完美的24小时,而是大约24小时12分钟——这与火星的一个“sol”(火星日)的24小时39分钟相差不远。但史蒂文·洛克利(Steven Lockley),布莱根妇女医院和哈佛医学院的医学副教授表示,我们的时钟每天都会根据地球的光暗周期重置,这使我们保持正常。“我们的身体时钟并没有进化到适应火星日,当我们试图强迫它们这样做时,我们的身体时钟每天都很难重置。”他说。
这是太空旅行中的一个主要问题和活跃的研究领域。洛克利说,国际空间站(以及以前的航天飞机)上的宇航员也面临着睡眠困难,这很大程度上与每次日出和日落之间的90分钟窗口期有关。睡眠药物是太空中使用最广泛的药物。
你经常听到诸如“睡眠是懦夫才需要的东西”或“死了再说”……我们不够重视睡眠。
顺便说一句,这对于盲人来说也是一个问题,他们经常会因为缺乏光感而遭受睡眠障碍。“在我研究的一些全盲人士中,他们的身体时钟更接近火星日,事实上,他们会觉得适应这个作息会更容易——但有视力的人不行,”洛克利说。
在将于本月发表的一项研究中,洛克利和几位同事报告说,重新编程我们的时钟是可能的,但很棘手。关键在于光线、咖啡因和药物的正确组合——并且要认识到你不能简单地起床然后忍受疲劳,他说。
“你经常听到诸如‘睡眠是懦夫才需要的东西’、‘死了再说’之类的话,”他说。“在某些职业中,工作20小时一天被视为一种考验。作为一个社会,我们不够重视睡眠。人们会说,‘我没事,我身体很好,我能挺过去。’”
该团队研究了2008年曾在寒冷的北极附近操作着陆器的“凤凰号”火星任务的成员。光线是最强的时钟信号,因此实验利用光线来重新训练团队的身体时钟。2006年,科学家们在哺乳动物的眼睛中发现了一种新的感光受体,它能检测光谱中的蓝光,帮助计算时间。这种受体位于视网膜前部的神经节细胞中,独立于我们用来看到的、位于后部的熟悉视杆细胞和视锥细胞。
洛克利和同事们想刺激这个感光系统,因此,参与者每人得到一个装有276个蓝色LED灯的盒子,还配有一根20英寸的绳子,以便知道灯的摆放距离。他们会在轮班期间打开灯——这可能发生在地球上的白天,也可能发生在午夜,具体取决于那一天。“这就像每两天向西移动三个时区。洛克利解释说,这基本上造成了时差。”
团队成员还接受了如何“崩溃”(crash properly)的速成课程——何时使用咖啡因以及何时停止以免影响睡眠;如何正确布置一个黑暗舒适的卧室;以及“认识到人们并非超人,”洛克利说。如果团队成员感到疲劳,他们应该向上级报告并找人帮忙。参与者还必须提交尿样,以便团队检查代谢物以指示昼夜节律,并佩戴腕戴式运动和光线追踪器来监测他们的光照和睡眠周期。

结果是,87%的成员成功同步到了火星时钟。他们平均每晚睡六个小时,但与未能同步到火星的人相比,疲劳感更少,警觉性更高。
洛克利认为,除了帮助火星科学家更好地睡眠外,火星同步计划还可以防止事故发生。
“我们在规划设备、通信、任务的所有技术方面投入了大量的金钱和精力,但我们似乎没有在人为因素上投入那么多,”他说。“我们需要就疲劳问题展开更开放、更诚实的讨论,如果将来我们要进行载人火星任务,这个问题将变得更加重要。”
该研究发表在《睡眠》期刊10月刊上。