在人类探索宇宙的征程中,太空居住舱的设计始终是关键环节。过去,这类设计主要聚焦于保障宇航员的生存需求,但随着长期深空任务规划的推进,如何让宇航员在极端环境中不仅生存,更能获得良好的生活体验,已成为决定任务成败的核心议题。
麻省理工学院(MIT)的工程师团队联合多机构研究人员,正致力于探索极端环境居住舱如何全方位支持宇航员的心理、情感与社会健康。他们通过系统梳理文献与专家访谈,构建了一个涵盖居住舱设计要素与行为健康结果的资源库,并将这些关联以互动在线平台的形式呈现出来。用户可通过该平台直观了解居住舱布局如何影响社交互动,或可重构空间如何缓解思乡情绪等具体关联。
MIT人类系统实验室博士生林米奇指出:"从早期‘铁罐头式’的生存容器到如今,太空居住设计已取得长足进步。随着任务周期延长至数年,确保宇航员保持高效、健康且愉悦的状态变得至关重要。"这项研究近日发表于《npj Microgravity》期刊,其创新之处在于首次将居住舱设计要素与身心健康风险的关联进行系统整合与可视化呈现。
该团队以NASA的风险映射方法为基础,开发了新型设计工具。传统NASA的有向无环图(DAG)主要展示任务约束条件(如与地球距离)对宇航员生理健康的影响,而新工具则扩展至焦虑、信任、好奇心等难以量化的行为健康领域。林米奇强调:"这是首次以这种格式呈现居住环境与行为健康的复杂关联。"
研究团队通过筛选航空航天与人因领域的大量文献,结合休斯顿大学教授布内·布朗《心之图谱》中定义的87种人类情感,最终聚焦于14种在极端环境中影响显著的行为健康结果,包括焦虑、自主性、归属感等。例如,NASA关于照明对睡眠影响的研究,以及其他机构关于空间布局对团队协作影响的研究,均被纳入分析框架。
基于这些研究,团队构建了包含数百个关联节点的有向无环图,并开发了名为"人-环境连接与交互图集"(HECIA)的在线平台。该平台支持设计师通过"正向"或"反向"两种路径进行设计决策:正向路径从设计要素出发预测行为影响,反向路径则从目标健康结果倒推设计策略。
以火星任务为例,设计师若采用正向路径,点击"距地球距离"要素,平台会显示相关风险如资源限制及思乡情绪等结果;若采用反向路径,点击"减轻思乡情绪"目标,平台会建议通过增强"地点依恋感"来实现,并进一步推荐"可重构性"和"隐私性"等具体设计元素。每个建议均附有实证研究支持,例如关于私密空间促进社交凝聚力的研究发现。
研究人员特别强调,HECIA平台并非提供标准化解决方案,而是帮助设计师发现那些容易被忽视的关键关联。林米奇表示:"当我们思考如何在太空中创造宜居环境时,重新想象能提升幸福感的居住空间具有无限可能。"该研究同时指出,其设计理念不仅适用于太空场景,也可为潜水艇、极地科考站等极端环境提供参考。











