Bemanningsleden op het International Space Station (ISS) kunnen zonsopgangen en zonsondergangen snel achter elkaar ervaren - ongeveer 16 "zonsondergangen" per dag omdat het ruimtestation eenmaal per 90 minuten om de aarde draait.

De meeste mensen functioneren regelmatig op een 24-uurs cyclus die bekend staat als een circadiaans ritme. De omgeving van het ruimtestation zorgt echter voor een afwijking van de cyclus van licht en donker die astronauten thuis gewend zijn. Een hoge werkdruk, de noodzaak om 'nachtdiensten' te werken, de opwinding van ruimtevluchten, plus de ongewone omgeving kan de circadiane klokken van astronauten verstoren. Deze factoren kunnen samen de slaap verstoren, die op hun beurt de prestaties kunnen beïnvloeden.

Klaarwakker zijn terwijl ze zouden moeten slapen, is in feite een al lang bestaande uitdaging onder ISS-bemanningsleden. Studies van astronauten die tussen 2001-2011 op de spaceshuttle en 2006-2011 op het station vlogen, toonden aan dat astronauten aanzienlijk minder sliepen in de ruimte dan op aarde. Ongeveer ¾ van hen meldde tijdens hun missies van zes maanden slaapbevorderende pillen te gebruiken. Het gebruik van cafeïne is ook gebruikelijk onder ISS-astronauten om de slaperigheid overdag te bestrijden.

Maar NASA is op zoek naar een betere manier om het probleem op te lossen. Het geheim ligt in het licht zelf. Het is bekend dat het met blauw verrijkte licht dat door onze laptops wordt uitgestraald, ons 's nachts wakker kan houden. Een nieuwe NASA-studie zal onderzoeken hoe dat kan worden gebruikt voor het welzijn van de mensheid, en niet alleen op het ISS.

Deze lichtstudie - bekend als de Lighting Effects-studie - valt samen met een 'make-over' van de verlichting op het ruimtestation. De fluorescentielampen op het station worden vervangen door een nieuw systeem van solid-state light-emitting diodes (LED's). Niet alleen zijn de leds energiezuiniger en veiliger, ze kunnen letterlijk allerlei licht werpen op het studieonderwerp.

Brigham en Dr. Steven Lockley van het Women's Hospital en Dr. George Brainard van Thomas Jefferson University zijn de co-hoofdonderzoekers van het onderzoek naar verlichtingseffecten. Lockley legt uit:"Licht heeft een aantal effecten op onze slaap en ons circadiaanse ritme; is een natuurlijke stimulans en kan de alertheid en prestaties verbeteren, en helpt ook om de 24-uursklok opnieuw in te stellen wanneer deze niet meer synchroon loopt. Het menselijk oog bevat een lichtgevoelig eiwit, melanopsine genaamd, anders dan de staafjes en kegeltjes die we gebruiken om te zien, die licht in het oog detecteert en dit effect bemiddelt. Melanopsine is het meest gevoelig voor blauw licht met een korte golflengte en dus door het aandeel van deze blauwe golflengten in wit licht te vergroten of te verkleinen, we kunnen de alertheid verbeteren, of slaap bevorderen, respectievelijk."

Lockley zegt, "NASA heeft een multi-LED-verlichtingssysteem ontwikkeld om te profiteren van deze lichteffecten. Het systeem kan miljoenen verschillende lichtspectra bieden. We maken van het ISS geen discotheek, maar we gaan drie verschillende lichtinstellingen gebruiken. We gebruiken een algemene lichtinstelling die een goed licht geeft om te zien tijdens normaal werk, een met blauw licht verrijkte instelling met een hogere intensiteit die de alertheid verhoogt en de circadiane klok indien nodig beter kan verschuiven, en een lagere intensiteit blauwe golflengte-uitgeputte 'pre-slaap'-instelling om de hersenen te kalmeren en de slaap te bevorderen. We zullen de impact van deze lichten in toekomstige missies bestuderen."

De resultaten van deze studie zullen naar verwachting helpen bij het definiëren van richtlijnen voor verlichtingsprotocollen tijdens toekomstige ISS- en menselijke ruimtemissies. Onderzoeksresultaten moeten duidelijk maken wanneer en hoe deze verschillende instellingen van lichtintensiteit en spectrum moeten worden gebruikt. Deze resultaten kunnen ook leiden tot op aarde gebaseerde voordelen, zoals het helpen beheren van slaappatronen voor ploegenarbeiders, of zelfs het ontwikkelen van behandelingen voor slaapstoornissen of jetlag.