如果你足夠地細(xì)心,就會在一些有航天員身影的航天飛機和空間站圖片里,發(fā)現(xiàn)一個外形酷似手表的黑色方形小物件,在它的身上還有1個白色的小長條形區(qū)域和1個圓形孔洞,有時還常會有醒目的藍、綠、紅等不同顏色的1個小圓點。而這個系扣在航天員手腕上的裝備,就是我們的主角——Actiwatch。
Actiwatch相當(dāng)于一個便攜的、輕重量的小型睡眠-清醒行動監(jiān)測器。早在2006年,它就開始進入NASA航天員的太空任務(wù)當(dāng)中。因為NASA此前的研究發(fā)現(xiàn),航天員的睡眠模式非常糟糕,他們擔(dān)心萬一糟糕的睡眠模式導(dǎo)致航天員隨后出現(xiàn)糟糕的工作表現(xiàn),那后果不堪設(shè)想。
于是,NASA開展了Actiwatch項目的研究。不過,有關(guān)它的研究項目雖然是由NASA約翰遜航天中心進行管理和主持的,但這個設(shè)備最初并不是美國人自己研制的,而是由英國劍橋的一家公司開發(fā)出來的。
Actiwatch由光敏感元件和行為監(jiān)控器構(gòu)成,主要是對航天員在太空工作和生活的身體狀態(tài)進行監(jiān)測,能同時檢測身體運動和光照強度。具體來說,它能提供被監(jiān)測航天員暴露在周圍環(huán)境中的光照數(shù)量和他工作生活時產(chǎn)生的行動數(shù)量方面的數(shù)據(jù)。通過Actiwatch收集到的數(shù)據(jù),可以被用來評估睡眠-清醒適應(yīng)性和生理節(jié)奏周期,并推斷是否太空旅行對航天乘組成員的睡眠-清醒模式有影響,即航天發(fā)射和太空環(huán)境是否會影響航天員的太空工作和身體健康。
靠電池來驅(qū)動的Actiwatch可以連續(xù)地收集數(shù)據(jù),時間間隔范圍從90小時到227天,具體間隔范圍取決于研究的樣本比率。別看Actiwatch很小,可是它肚子里面的容量很大,真有點“麻雀雖小,五臟俱全”的味道。Actiwatch內(nèi)在的固定儲存器和程序設(shè)計允許它能夠無限制地長期儲存數(shù)據(jù)。工作時,Actiwatch內(nèi)含有的1個微型單軸加速計,能產(chǎn)生監(jiān)測對象移動的信號。數(shù)據(jù)儲存在Actiwatch內(nèi)的固定儲存器中,直到它們被下載進行研究分析。Actiwatch可由1個串行端口連接到電腦上,并通過提供的計算機軟件來運行和檢索數(shù)據(jù)。此外,它還具備防水和無創(chuàng)的特點。
航天員邁克爾·洛佩斯·阿里格利亞在國際空間站第14長期考察組任務(wù)期間,手腕上配戴了Actiwatch參與研究。NASA地面人員通過Actiwatch跟蹤邁克爾的軌道睡眠和活動方式。同時,結(jié)合他記下的獨立日志,研究如何提升航天員身體對空間站上生活的適應(yīng)性。
自那以后, NASA航天員每次的國際空間站任務(wù),都會攜帶這個裝備飛上太空。有報道稱,2009年4月,NASA約翰遜航天中心行為健康及執(zhí)行部門(Behavioral Health &Performance group)的史蒂夫·溫德爾·亞克和他的同事們一起攀登珠峰時,專門利用Actiwatch進行了人體暴露在極端環(huán)境下的實驗。
溫德爾·亞克說:“珠穆朗瑪峰的環(huán)境與太空環(huán)境非常類似。同太空中的航天員一樣,我們必須在缺氧的環(huán)境下完成很多繁重工作。因此,必須清楚在極端環(huán)境下生活多長時間會對睡眠產(chǎn)生影響。
高質(zhì)量的睡眠對白天的警惕性和執(zhí)行危險任務(wù)的能力非常重要,而且對健康也具有長期影響。睡眠不足甚至?xí)苯佑绊懭松戆踩!笨梢?,Actiwatch這個小裝備和與其相關(guān)的研究,對航天員自身和太空的任務(wù)執(zhí)行具有著十分重大的意義。