Одной из важнейших проблем обитаемых космических аппаратов является организация искусственного освещения, способного поддерживать циркадные ритмы астронавтов и обеспечивать высокое качество работы в невесомости. Современные космические технологии используют продвинутые системы на основе люминофоров и светодиодов для создания «земного» света на орбите.
Исторический контекст. С начала космической эры освещение в космосе проходило несколько этапов развития. На кораблях «Союз» 1970-х годов использовались U-образные люминесцентные лампы СД1-5М мощностью 8 Вт, первые в мире с регулируемым световым потоком. Американские астронавты были потрясены качеством советского освещения, так как «Аполлон» не имел возможности регулировки света.
Биологические требования. На МКС астронавты видят 16 восходов и закатов за сутки из-за орбитального периода в 92 минуты. Это серьёзно нарушает циркадные ритмы: в среднем космонавты спят 6 часов вместо запланированных 8,5, активно используя снотворные и кофеин. Правильная световая терапия может снизить число больничных дней сотрудников на 35% и улучшить их сон.
Технологии нового поколения. Современные системы SSLA (Solid-State Light Assemblies) могут производить миллионы различных спектров света через три режима: повышение бдительности, стимуляция сна и нормальное «дневное» освещение. Компания SAGA разработала циркадный свет с тремя гранями, излучающими под разными углами, автоматически регулирующийся согласно планируемому режиму сна астронавта.
Спектральные характеристики. Нано-органосилициевые люминофоры (NOL) сочетают свойства органических люминофоров и неорганических квантовых точек: высокое поглощение, квантовую эффективность до 100% и быстрое время затухания. Они способны покрывать спектральный диапазон от 300 до 700 нм, что критично для космических применений.
Орбитальные оранжереи. В космической оранжерее «Лада» на МКС тестируются белые светодиоды для выращивания пшеницы. Они показали лучшие результаты по сравнению с традиционными люминесцентными лампами, содержащими пары ртути. Светодиоды экономят электроэнергию, позволяют регулировать яркость и цвет, компактны и безопасны.
Перспективы развития. Интеллектуальные системы освещения потребляют всего 1,9 Вт/м², что в 10 раз меньше обычных систем, экономя 92,6 тонн CO₂ в год на одном объекте. Комбинация тёплых и холодных белых светодиодов в правильных пропорциях удваивает эффективность за счёт работы при низких напряжениях.
Люминофоры в космосе — это не просто технология освещения, а система поддержания здоровья экипажа, обеспечивающая максимальную работоспособность и комфорт в экстремальных условиях орбитального полёта.