El problema del sueño de los astronautas es que provoca un nivel de fatiga mental que pone en peligro sus misiones. Los estudios realizados en la última década indican que los tripulantes de la Estación Espacial Internacional (ISS) duermen de media unas 6 horas al día, dos horas menos de lo recomendado, lo que tiene consecuencias en su rendimiento e irritabilidad.

Según el seguimiento realizado en varios trasbordadores espaciales hasta 1998, los astronautas duermen menos en los primeros y últimos días de su misión y muchos de ellos apenas alcanzan las dos horas de sueño. «Yo he tenido la suerte de dormir muy bien en el espacio las dos veces que he estado», relata el astronauta español Pedro Duque alainformacion.com. «Pero en general se duerme menos, ya que los músculos están relajados la mayor parte del día y el cansancio es más mental que otra cosa».

Otros estudios indican que la estructura del sueño también se altera(con episodios de sueño REM más cortos que en tierra) y que los astronautas son a menudo despertados por ruidos, cambios de temperatura, la actividad de sus compañeros, incomodidad física o la asignación de tareas inesperadas, como las caminatas espaciales de reparación. «Hubo días en los que la fatiga era inevitable», recuerda Pedro Duque, «ya que las conexiones de televisión en directo dependían de la posición de la Estación en la órbita de la Tierra y a veces me tenía que despertar dos o tres horas antes de lo previsto para poder hacer una. Esos días se hacían largos».

La importancia de la luz

Los astronautas de la ISS dan una vuelta completa a nuestro planeta cada hora y media, con lo que viven un amanecer y un ocaso cada 90 minutos. En el interior de la estación no hay un día y una noche bien diferenciados, y los tripulantes viven bajo la luz artificial y longitudes de onda diferentes a las del entorno terrestre. Nuestro reloj biológico interno está regulado principalmente por una zona del hipotálamo llamadanúcleo supraquiasmático que controla los procesos metabólicos en función de las señales de luz del exterior.

Hace apenas una década, los científicos descubrieron una serie de fotorreceptores presentes en el ojo – que no tienen ningún papel en la visión – que regulan la producción de melatonina en la glándula pineal. Cuando estos receptores son expuestos a una determinada longitud de onda coincidente con la luz azul – y parecida al color del cielo – el cerebro frena la segregación de melatonina y está más alerta, mientras que cuando la luz está en el espectro del rojo comienza a emitir la señal del sueño. De esta forma, diseñando un sistema de iluminación, se podrían regular los ciclos de sueño y modular los ritmos circadianos.

Nuevas luces para la estación

Mediante un sistema de luces LED que enriquece el ambiente de luz azul en determinadas horas y de luz roja en otras, a lo largo de un ciclo de 24 horas, Lockley ha obtenido resultados satisfactorios en misiones marcianas como la Phoenix. Su compañera Elizabeth Klerman, del departamento de salud del sueño del hospital Brigham de Boston, también ha diseñado un modelo matemático que predice los efectos de los cambios de horario por imprevistos, de modo que el reloj interno sufra lo menos posible. Este software permite saber cómo reaccionará el cuerpo si le hacemos trabajar a determinadas horas. «Si solo has estado despierto durante 5 o 6 horas, apenas importa qué hora del día es»,asegura Klerman. «Pero si has estado despierto 16 horas es muy diferente que sean las tres de la tarde o las tres de la madrugada».

La culminación de estos experimentos ha venido con la aprobación por parte de la NASA de un programa para cambiar todas las luces de la Estación Espacial Internacional en 2015. La compañía Boeing proporcionará más de cien bombillas LED que se irán modificando a lo largo de la jornada de los astronautas. En concreto, el panel emitirá luces azules en el momento de empezar la jornada (que aumentan el nivel de alerta), pasará a luz blanca para las horas de trabajo y emitirá luz en elespectro del rojo para disparar la melatonina y facilitar la señal de sueño en los astronautas. «Estamos seguros de que tendrá un efecto», asegura Klerman. «Lo que queremos saber es qué tipo de efecto será y qué proporciones tendrá». Si la idea funciona, los científicos esperan que la tecnología se pueda utilizar en otras instalaciones en las que se requiere luz artificial, como hospitales, submarinos o fábricas.

Instrucciones para dormir en otros mundos

En un informe elaborado en 2009 por los principales especialistas en alteraciones de los ritmos circadianos, la NASA explora la manera en que afectarán los ciclos de luz en el caso de colonizar o viajar a otros mundos (ver PDF). En el caso de misiones a la Luna, recuerdan, los programas de adaptación variarían en función de la región elegida para establecerse. Si se aterrizara sobre la zona del cráter Shackleton, cerca del polo sur de nuestro satélite, los astronautas estarían expuestos a una luz casi permanente, durante el 90% del tiempo. Las expediciones al Ártico en este tipo de condiciones revelan que las personas pueden terminar por no saber muy bien cuándo tienen que descansar, por lo que habría que tomar contramedidas. Si el lugar elegido para establecerse fueran las zonas ecuatoriales de la Luna, explican los especialistas, el ciclo sería de dos semanas de luz seguidas de dos semanas de oscuridad, lo que también alteraría el reloj interno de los astronautas, aunque se desconoce en qué medida.

En cuanto una misión al planeta Marte, cuando se superen las dificultades logísticas que plantea el reto actualmente, los astronautas contarían con un desfase horario durante el propio desplazamiento al planeta rojo. El siguiente problema sería la intensidad de la luz del día en la superficie marciana, pues el brillo del sol es allí aproximadamente la mitad que en la Tierra. El cielo, de tono rojizo, también tendría una influencia, pues las longitudes de onda cercanas al rojo activan los niveles de melatonina, y la duración del día (24 horas y 39 minutos) provocaría un aumento de los niveles de sueño y de irritabilidad.