生理节律

飞船上的“昼夜” 目前载人飞船的航行高度均位于近地球空间，在内辐射带以下，200～800km高度的范围。轨道航行周期为80～130分钟。约有30%的航行时间是在地球的背阳侧。当飞船在背阳侧航行时，飞船即进入“夜间”。如飞船绕地球一昼夜公转16圈，则在地球表面一昼夜的期间，飞船上就有16个“昼夜”。在飞船上所观察到的昼夜交替过程与在地球表面上所见一样，既有白昼、黑夜，也有黎明、黄昏。首先由向阳侧（白天）进入背阳侧的伴影里（黄昏），然后进入背阳侧的实影里（黑夜），再经过伴影里（黎明）返回向阳侧。当飞船在背阳侧伴影里航行时，在飞船上可看见部分太阳，相当于日蚀； 在实影里航行时，则完全不见太阳。飞船在向阳侧航行时，飞船上也有阴、阳面之分。向阳侧光照夺目，背阳侧暗如黄昏。这是由于在近真空的空间环境里，缺少使可见光线发生散射作用的大气分子所致。由地球表面反射过来的光辐射，略显暗光。此种情况下，飞船舱内的航天员感到飞船的一面是“白昼”，另一面则是“夜晚”。
昼夜节律 人类已适应地球表面的昼夜交替变化，并在外环境作用下，逐渐形成体内环境稳定和节律稳定功能，出现被称之为“生理钟”或称“代谢钟”这样的生理性节律现象。这种有规律的昼夜间周期性活动，称“昼夜节律”。心率与体温在昼夜间的周期性变化早已被证实。上午04:00～10:00呈现低水平，下午16:00～20:00显示高水平。白天与夜间生理节律性活动明显不同。白天，交感神经活动占优势，新陈代谢的分解过程占优势； 夜间，副交感神经活动占优势，新陈代谢的同化过程占优势。利用地面模拟实验设备进行的实验表明： 改变昼夜的作息制度，即在所谓的内分泌代谢钟的时相上不一致，将会发生一系列的异常现象，如工作效率降低，严重时多梦、失眠或产生饥饿感。各种生理值(体温、尿中激素量、电解质排出量、心率、脑电活动和胃肠运动功能等)也发生改变。但此类实验结果并非一致。有的实验显示人的生理节律甚稳定，经10天的隔离生活无明显改变，工作能力也无明显降低。但另一些报道则提出相反的结果。
航天员在轨道航行中，由于船舱内、外环境不同于地球表面，昼夜交替大不相同，生活制度又有新的改变，生理节律可发生明显紊乱。只是有关这方面的研究工作尚少。在初期的容积小、航行时间短的飞船里，由于条件限制，仅是一般性观察或航天员主诉（如对睡眠状态的描述等）。大型天空实验室或轨道站的出现，使进行广泛深入的研究成为可能，如何通过测定尿和血中的生物化学成分以及体温等进行航天活动中生理节律的研究工作正在筹划中。
作息制度 人类的工作-休息-睡眠这种作息制度是按昼夜24小时生活周期制定的，一切的生理机能和心理性活动同该制度一致，不受干扰。从理论上考虑，制订飞船上的作息制度，亦应符合生理节律。但在实际上，基于执行任务的需要，特别是要同地面站保持经常性联系，按照航行计划制订航天员每天的作息制度与作息时间表，很难符合生理节律的需要。初期航天实践发现，影响最大的是睡眠。如双子星座4号与5号航天员，由于对制定的作息制度不适应，睡眠量很少。船长在4天的航行中，睡眠好的时间不超过7～8小时。过去曾认为失重对睡眠有影响，但经过在天空实验室里进行的细致观察表明，失重对睡眠的影响已无关紧要，主要影响来自作息时间紊乱。以后的航行，将航天员的睡眠时间同地面指挥站的夜间取同时相，全部人员同时就寝，排除了互相干扰，睡眠随之有所改善。
为了确保航天员具有高度的稳定性和工作能力，必须制订合理的作息制度。特别在长时间航行，尤属重要。一种观点主张采用人类已适应的地面上按24小时制定的作息制度。睡眠时间为7～8小时，休息时间为2小时。另一种观点主张充分利用人类具有的良好的适应能力，按航行任务的需要，制订新的相应的睡眠与觉醒周期。