Технологическая инновация, разработанная в Бразилии, достигла космоса на борту миссии НАСА «Артемида II». Это актиграф, незаметный аксессуар, который носят на запястье, похожий на цифровые часы, и выполняет важнейшую функцию мониторинга сна космонавтов во время сложных космических полетов. Наличие этого оборудования укрепляет потенциал национальных научных исследований и разработок в контексте освоения за пределами орбиты Земли, демонстрируя потенциал Бразилии на переднем крае космических технологий.
Модель актиграфа является результатом обширных исследований, проведенных в Университете Сан-Паулу (USP), и была произведена бразильской компанией Condor Instruments. Эта передовая технология была выбрана космическим агентством США после того, как она продемонстрировала превосходные характеристики по сравнению с предыдущими моделями, заполнив значительный пробел на рынке устройств мониторинга для экстремальных условий и особых требований длительных миссий.
Actigraph: функциональность бразильской технологии
Актиграф, координируемый профессором Марио Педраццоли, специалистом по хронобиологии и исследованиям сна в Школе искусств, наук и гуманитарных наук USP (EACH), работает как непрерывный монитор активности тела. Он предназначен для ношения на запястье и записывает каждое движение, генерируя точные данные о распорядке дня пользователя. «Актиграф — это устройство, которое, в принципе, измеряет двигательную активность», — объясняет Педраццоли. Профессор добавляет: «Их носят на запястье, как часы: каждый раз, когда человек двигает рукой, они оставляют след движения». По этой маркировке устройство может определить характер сна, поскольку отсутствие движения указывает на периоды отдыха. «Когда мы спим, мы не двигаемся, поэтому можно понять, когда человек бодрствует, а когда спит. В конечном итоге это счетчик сна», — резюмирует профессор, подробно описывая простоту и эффективность принципа.
Большое отличие бразильской модели, сделавшее ее привлекательной для НАСА, заключается в интеграции дополнительных датчиков. Помимо двигательной активности, устройство отслеживает и другие факторы, важные для понимания биологических часов человека:
- Датчик освещенности:Он фиксирует воздействие на пользователя окружающего света, ключевого элемента регуляции циркадного цикла и, следовательно, сна.
- Кожный термометр:Он фиксирует температуру кожи — еще один важный физиологический показатель для оценки биологических ритмов и качества отдыха.
«Что нового мы сделали, так это установили датчик освещенности и термометр», – подробно рассказывает Педраццоли. Он подчеркивает важность этих дополнительных измерений: «Сон в значительной степени регулируется воздействием солнечного света». Эта дополнительная информация имеет решающее значение для более полного и точного анализа сна, особенно в среде, лишенной естественных циклов освещения и темноты, например в космосе.
Превосходная производительность: выбор космического агентства
Включение бразильского актиграфа в миссию НАСА «Артемида II» произошло не случайно, а, скорее, в результате тщательной оценки. По словам профессора Педраццоли, Североамериканское космическое агентство ранее использовало подобное оборудование, поставленное компанией, которая со временем прекратила его производство. Столкнувшись с этим пробелом на рынке и необходимостью поддерживать мониторинг сна астронавтов с высокой точностью, НАСА решило объявить о поиске нового поставщика.
Устройство, разработанное компанией Condor Instruments на основе исследований USP, выделялось среди конкурентов. Его превосходство было признано благодаря научной точности сбора данных и способности предоставлять более полную и подробную информацию о характере сна. Эти характеристики имеют основополагающее значение для такой экстремальной и сложной среды, как космос, где каждый фрагмент собранных данных может повлиять на здоровье и производительность экипажа при выполнении критически важных задач. Надежность и надежность бразильской технологии сыграли решающую роль при ее выборе, гарантируя, что астронавты Артемиды II получат наилучшую поддержку для мониторинга режима сна и адаптации к вызовам внеземной среды, таким как изменение естественных циркадных циклов.
Десятилетие развития и первоначальные цели
Путь актиграфа к тому, чтобы стать жизненно важным компонентом космической миссии, был долгим и сложным. На реализацию проекта, в результате которого было создано устройство, ушло около десяти лет, от первых академических стадий до промышленного производства. «На создание конечного продукта ушло около 10 лет», — говорит Педраццоли, подчеркивая время и преданность делу, затраченные на исследования и процесс постоянного совершенствования. Разработка включала сотрудничество нескольких исследователей и студентов, а также необходимое научное финансирование для развития технологии. Кульминацией этих совместных усилий стало внедрение инновации компанией Condor Instruments, которая взяла на себя ответственность за производство и распространение продукта для различных целей.
Интересно, что первоначальной целью актиграфа не было применение в космических миссиях. Исследовательская группа USP разработала устройство для изучения сна в повседневных ситуациях, таких как изменения, вызванные изменениями в распорядке дня, воздействием искусственного света в городских условиях и другими факторами, влияющими на качество отдыха на Земле. «Мы даже не думали, что его можно будет использовать в космической миссии», — признается профессор, подчеркивая удивление команды тем, что их изобретение достигло такого уровня международного признания. Однако использование технологий в космосе оказалось весьма актуальным. Вдали от Земли естественные циклы света и темноты либо отсутствуют, либо резко отличаются: корабли вращаются быстро и за короткий период испытывают несколько циклов света и темноты. Этот разрушительный сценарий напрямую влияет на биологические часы человека, что делает мониторинг сна необходимым для адаптации и благополучия космонавтов. «В космосе другая картина. Корабль вращается по орбите очень быстро, поэтому существует несколько циклов света и темноты. Имеет смысл изучить, как люди спят в этой ситуации», — объясняет Педраццоли, подчеркивая важность исследования.
Наземные применения и национальная гордость за космос
Хотя актиграф достиг замечательных результатов в космосе, его применение на Земле столь же широко и значимо. Устройство является ценным инструментом для врачей и исследователей в различных областях знаний. Он широко используется для исследования нарушений сна, таких как бессонница и апноэ, а также для анализа поведенческих моделей, связанных с отдыхом и дневной активностью. Кроме того, устройство помогает понять влияние современной рутины на здоровье человека, такое как постоянное воздействие искусственного света от электронных экранов и влияние ненормированного рабочего времени на организм.
Его вклад распространяется на такие области, как хронобиология, изучающая биологические ритмы, нейробиология, изучающая функционирование мозга, и общественное здравоохранение, где он помогает формулировать политику по улучшению качества жизни населения. Для профессора Педраццоли и всей команды, участвовавшей в проекте, это был момент огромных эмоций и гордости. Наблюдение за тем, как технологии, разработанные за столько лет, достигли такого высокого уровня, что космос стал важной вехой. Путешествие актиграфа началось без стремления зайти так далеко. Это доказало превосходство национальных исследований. «Я был очень счастлив, я не мог в это поверить», — сообщает исследователь. «Я сказал: «Ух ты, вещи, которые мы создавали в течение долгого времени, даже без особых амбиций, достигли цели», — добавляет Педраццоли, выражая чувство выполненного долга перед проектом, который превзошел первоначальные ожидания и доказал превосходство национальных исследований в глобальном и даже межпланетном сценарии.