Uzayda İnsan Vücuduna Ne Olur?

Yazan: NASA Human Research Program

Çeviren: Gülsen Gürsoy

Düzenleyen: Mehmet Akif Çay

Özet: NASA mühendisleri, uzay aracını daha iyi tasarlamak ve uzay kıyafetlerinin uyumuyla işlevlerini iyileştirmek için daha önceden edindikleri bilgileri kullanırlar. Araştırma ayrıca tıbbi standartların, fiziksel uygunluk programlarının ve standartlarının, fizyolojik ve psikolojik uyum eğitiminin, duyu-motor eğitiminin ve beslenme sağlığı protokollerinin geliştirilmesine ve değerlendirilmesine yardımcı olur.

Uzay uçuşunun insanlar üzerindeki etkilerini anlamak astronotların alçak Dünya yörüngesindeki[1] Uluslararası Uzay İstasyonundan; Ay, çevresi ve ötesindeki derin uzay hedeflerine geçerken çok önemlidir. Artemis Programı ile NASA, Ay yüzeyini her zamankinden daha fazla keşfetmek için yenilikçi teknolojiler kullanarak ilk kadın astronotu ve devamında erkek astronotu Ay’a indirecek. Tüm bunları yaparken astronotları sağlıklı ve güvende tutarken yeni veriler toplayacak.

NASA, Ay ve Mars’ta uzun süreli görevler planlarken insan vücudunun uzun süreli uzay uçuşuna nasıl tepki verdiğini özellikle araştırıyor. Scott Kelly ve Christina Koch, Uluslararası Uzay İstasyonunda ortalamanın iki katı olan yani yaklaşık bir yıl kadar süreyi uzayda geçiren ilk Amerikalı astronotlardı. Scott, Christina ve diğer altı astronot, tek bir uzay uçuşu sırasında uzayda 200 günden fazla zaman geçirdiler.

Scott, uzayda neredeyse bir yıl geçirmenin yanı sıra benzersiz İkizler Çalışmasına (https://www.nasa.gov/twins-study) dahil oldu. Scott uzay istasyonunda çeşitli biyomedikal çalışmalara katılırken ikiz kardeşi emekli astronot Mark Kelly, ikiziyle fizyolojik ve psikolojik olarak karşılaştırma yapılabilmesi için Dünya’da kaldı. Çalışma sonucunda, kardeşi Mark’a kıyasla Scott’ın fizyolojik ve psikolojik olarak ne tür değişimler geçirdiği hakkında değerli veriler elde edildi. Bilime katkıları, araştırmacıların yıllarca kullanacağı verilerin elde edilmesine yardımcı oldu.

NASA, uzay istasyonunda daha uzun süreli araştırmalar planlıyor. Çalışmaların, insan vücudunun uzay uçuşu ortamında daha uzun süreler boyunca zaman geçirmeye nasıl uyum sağladığına ışık tutması bekleniyor ve bu, gelecekteki derin uzay görevleri için çok önemli olacak.

Peki uzayda vücuda tam olarak ne olur ve riskler nelerdir? Riskler, uzay istasyonunda altı ay geçiren astronotlar ile yıllarca Mars görevinde bulunabilecek astronotlar için aynı mı? Cevap basit: HAYIR. NASA, Mars görevlerinde oluşabilecek riskleri beş temel stres faktörü başlığı altında inceliyor. Bunlar: Uzay Radyasyonu (Space Radiation), Yalıtım ve Kapatılma (Isolation and Confinement) Dünya’dan Uzaklık (Distance from Earth), Yer Çekimi Alanları (Gravity Fields) ve Düşman/Kapalı Ortamlar (Hostile/Closed Environments) (RIDGE kısaltması) olarak tanımlanır.

1. Uzay Radyasyonu

Dünya’da, gezegenimizin manyetik alanı ve atmosferi sayesinde uzay radyasyon ortamını oluşturan parçacıkların çoğundan korunuruz. Uzay radyasyonundan korunmamıza rağmen yediğimiz gıdalardan soluduğumuz havaya kadar Dünya’daki herkes her gün düşük düzeyde radyasyona maruz kalır. Uzayda ise astronotlar, Dünya’dakilerden farklı olan çeşitli ve yüksek seviyelerde radyasyona maruz kalırlar. Uzay radyasyonu ortamına üç ana kaynak katkıda bulunur: Dünya’nın manyetik alanına hapsolmuş parçacıklar, Güneş’ten gelen Güneş enerjili parçacıklar ve gök adasal kozmik ışınlar. Radyasyona maruz kalma risklerini azaltmadaki en büyük zorluk: bazı uzay radyasyonu parçacıklarından, özellikle gök adasal kozmik ışınlardan korunmanın zor olmasıdır. Astronotların dünya dışı ortamda maruz kaldıkları toplam radyasyonun artışı maruz kalınan zaman aralığına bağlı olarak hem kısa hem de uzun vadeli sağlık sorunlarıyla ilişkilendirilebilir. Dünya’da radyasyona maruz kalan insanlarda artan kanser riski, kalp hastalığı ve katarakt gibi hücre zedelenmesine bağlı hastalıklar gözlenmiştir. Uzayda radyasyona maruz kalan astronotlar için sağlık riskleri esas olarak uzun vadeli etkilerden kaynaklanmaktadır. Ayrıca hayvanlar üzerinde ve hücresel boyutta yapılan araştırmalar, uzay ortamındaki radyasyon türünün, Dünya’da yaşanan radyasyona kıyasla sağlık sorunları üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Astronotlar yalnızca uzayda Dünya’dakinden daha fazla radyasyona maruz kalmaz aynı zamanda maruz kaldıkları radyasyon hastalık risklerini de artırabilir.

Araştırmacıların kozmik ışınların, biyolojik örnekler üzerindeki etkilerini inceledikleri NASA Uzay Radyasyon Laboratuvarı.

2. Yalıtım ve Kapatılma

Uzay istasyonunda kalmaları için seçilen keşif ekipleri, 6 ila 12 aylık görevleri süresince ekip olarak etkili bir şekilde çalışabilmelerini sağlamak için dikkatlice seçilir, eğitilir ve desteklenir. Ay veya Mars görevi için ekip, yalnızca birkaç kişiyle birlikte yalıtılmış ve sınırlı bir ortamda önceki insanlardan daha uzağa ve daha uzun sürede seyahat edecekleri için daha dikkatli değerlendirme, seçim ve hazırlıklardan geçerler. Ekipler muhtemelen uluslararası ve çok kültürlü olacaklardır. Bu da kültürler arası duyarlılığı ve ekip canlılığını görevin başarısı için çok önemli hale getirecektir. Astronotların kaliteli uyku almalarını sağlamak da önemlidir; aksi takdirde, iç biyolojik saatleri, farklı karanlık ve aydınlık döngüleri, küçük ve gürültülü bir ortam, uzun süreli yalıtım-hapsetme stresi ve Mars’ta Dünya’ya kıyasla 37 dakika uzun olan gün döngüsü gibi etmenler yüzünden bu süreler değişebilmektedir. Astronotların uzay uçuşu sırasında yaşayabilecekleri yorgunluğa hazırlıklı olmaları önemlidir çünkü ağır iş yükleri ve değişen programların olduğu zamanlar olacaktır.

NASA, mürettebatın can sıkıntısını önlemek için Mars’a çok yıllık bir gidiş-dönüş gezisi sırasında astronotların katılacağı faaliyet türlerini değerlendiriyor. Mürettebat üyeleri arasındaki iletişim ve anlayış görevin başarısı için hayati öneme sahiptir ve görev ilerledikçe moral ve isteklerde değişiklikler mümkündür. Bu, görevin ne kadar sürdüğüne bakılmaksızın, azalan uyarılma, sevdiklerine özlem veya Dünya’daki aileleriyle ilgili acil durumlarına yardımcı olamama hissi ile ilgili olabilir. NASA’nın araştırması, Dünya’daki uzay uçuşlarının benzerlerini kullanarak sınırlı ve yalıtılmış deneyimin hem süresi hem de türünün dikkate alınmasının önemli olduğunu ortaya koydu. Alan ne kadar kısıtlıysa ve çevre dışındaki insanlarla ne kadar az temas olursa insanların davranışsal, bilişsel koşullar veya psikiyatrik bozukluklar geliştirme olasılığı o kadar artar.

NASA astronotu Christina Koch, uzay istasyonunun Veggie adlı sebze üretim sistemlerinde Veg-PONDS-02 deneyine başladı. (https://gelecekbilimde.net/uzay-istasyonunda-328-gunu-tamamlayan-christina-koch-en-unutulmaz-anlari-paylasiyor. (https://gelecekbilimde.net/uzay-istasyonunda-328-gunu-tamamlayan-christina-koch-en-unutulmaz-anlari-paylasiyor/)

3. Dünya’dan Uzaklık

Uluslararası Uzay İstasyonu, Dünya’nın 386,24 kilometre yukarısında yörüngededir. Ay-Dünya arası uzaklık bu sayının 1.000 katıdır. Buna karşılık, Mars Dünya’dan ortalama 225 milyon kilometre uzaktadır. Mars’tayken tek yönlü 20 dakikaya varan iletişim gecikmesi ile astronotlar, NASA’nın görev kontrolünün yardımı olmadan bir ekip olarak sorunları çözebilmeli ve çözümleri belirleyebilmelidir. Bir markete veya eczaneye erişimi olmayan çok yıllık bir yolculuk için paketlenecek yiyecek ve ilaç türleri de dikkate alınması gereken önemli şeylerdendir. Düzenli olarak Dünya’dan gelen kargo uçuşlarından malzeme alan uzay istasyonu ekiplerinin aksine Mars’a giden astronotlar ihtiyaç duydukları tüm yiyecek, ekipman ve tıbbi malzemeleri yanlarında götürmek zorundadırlar.

Uzay istasyonu astronotları, uzay görevleri sırasında ve öncesinde sağlık sorunları ortaya çıktıkça bu soruna nasıl yanıt verebileceklerini öğreten bir tıbbi eğitim alıyorlar. Örneğin; astronotlar tıbbi uygulama için kullanılabilecek Saflaştırılmış sudan damar içine uygulanabilecek bir çözelti üretmek için yerleşik uzay istasyonu ekipmanını nasıl kullanacaklarını öğrenirler. Ekip üyeleri ayrıca organ sağlığını izlemek için birbirlerine ultrason taraması yapar. Görev sırasında bir ekip üyesi hastalanırsa Ekip doğru teşhisi koymaya ve tedaviyi yönlendirmeye yardımcı olmak için laboratuvar testleri yapmaya hazırdır. NASA, uzay aracı için çeşitli hastalıkların teşhisine ve tedavisine daha fazla yardımcı olmak adına yapay zekâ ve makine öğrenimini kullanabilen tıbbi bir veri mimarisi geliştirmeye çalışıyor. Araştırmacılar ayrıca, sanal asistanların ekibin daha uzak görevler için uzay uçuşu anormalliklerini hızlı bir şekilde tespit etmelerine ve bunlara yanıt vermelerine yardımcı olmak için oynayabilecekleri rolü araştırıyorlar. Ajans, besinlerin sağlam ve yıllarca kullanılabilir kalmasını sağlamak için işleme, paketleme ve koruma sistemlerini inceliyor ve geliştiriyor. Uzun süreli görevler için dayanıklı ilaçlar ve paketleme sistemleri, NASA’nın araştırmasının bir başka önemli parçası.

NASA astronotu Tom Marshburn, Kanadalı astronot Chris Hadfield üzerinde ultrason taraması yapıyor.

4. Yer Çekimi Alanları

Astronotlar, bir Mars görevinde üç farklı yer çekimi alanıyla karşılaşacaklar. Gezegenler arasındaki 6 aylık yolculukta ekip ağırlıksız olacak. Ekip, Mars’ta yaşarken ve çalışırken Dünya’nın yer çekiminin yaklaşık üçte birinde olacak. Nihayet eve döndüklerinde, ekibin Dünya’nın yer çekimine yeniden uyum sağlamaları gerekecek. Bir yer çekimi alanından diğerine geçiş göründüğünden daha zordur. Uzaysal yönelim, baş-göz ve el-göz koordinasyonunu, dengeyi ve hareket kabiliyetini etkiler ve bazı ekip üyeleri uzayda hareket hastalığı yaşar. Astronotlar başka bir gök cisminin yer çekimi alanına uyum sağladıkları için Mars’a bir uzay aracını indirmek zor olabilir. Astronotlar yer çekimsiz ortamdan yer çekimli ortama geçerken ve ayağa kalkarken kan basınçlarını koruyamadıkları için uçuş sonrası Ortostatik İntolerans[2] yaşayabilir bu da baş dönmesine ve bayılmaya neden olabilir. NASA, Dünya’nın yer çekiminin insan vücudunu etkilememesi durumunda, ağırlık taşıyan kemiklerin uzay uçuşu sırasında ayda ortalama %1 ila %1,5 mineral yoğunluğunu kaybettiğini tespit etti. Dünya’ya döndükten sonra kemik kaybı fizik tedaviyle tamamen düzeltilemeyebilir; ancak kemiklerde kırılma riski yüksek değildir. Doğru diyet ve egzersiz rutini olmadan astronotlar, mikro yer çekiminde kas kütlesini Dünya’dakinden daha hızlı kaybederler. Ayrıca vücuttaki sıvılar mikro yer çekiminde yukarı doğru, gözlere baskı uygulayarak görme sorunlarına neden olabilir. Önleyici tedbirler uygulanmazsa ekipler sıvı kaybı ve kemiklerinden kalsiyum atılımının artması nedeniyle böbrek taşı gelişimi riskinde artış yaşayabilir.

NASA astronotu Steve Swanson, Birleşik Operasyonel Yük Taşıyan Harici Dirençli Koşu Bandı üzerinde çalışıyor.

5. Düşman/Kapalı Ortamlar

NASA, uzay aracının içindeki ekosistemin, astronotun günlük yaşamında büyük bir rol oynadığını öğrendi. Mikroplar uzayda özelliklerini değiştirebilir ve insan vücudunda doğal olarak yaşayan mikroorganizmalar, uzay istasyonu gibi kapalı ortamlarda insandan insana daha kolay aktarılabilir. Stres hormonu seviyeleri de yükselir ve bağışıklık sistemi değişir, bu da alerjilere veya diğer hastalıklara karşı duyarlılığın artmasına neden olabilir. Dünya tabanlı veriler, uzay uçuşu ortamını mükemmel bir şekilde yansıtmadığından, bu verilerin insan bağışıklık sistemlerinin uzayda nasıl tepki verdiğini Dünya’da çalışmak için yetersiz kılıyor. Bununla birlikte NASA tarafından mali olarak desteklenen Antarktika Veri Çalışmaları, belirli uzay uçuşu uyaranlarının insan bağışıklık sistemini nasıl etkileyebileceğine dair fikir verebilir.

Ekipler Dünya’ya döndüklerinde hastalanma eğiliminde olmasalar da uzay uçuşunun bağışıklık sistemini değiştirdiği biliniyor. Astronotların edinilmiş bağışıklığı bozulmamış olsa da uzay uçuşunun neden olduğu bağışıklığın değişip değişmediği, bağışıklık sisteminin vücutta bulunan sağlıklı hücrelere, organlara ve dokulara yanlışlıkla saldırdığı özbağışıklık sorunlarına yol açıp açmayacağına dair daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Çevrenin bağışıklık sistemi üzerindeki etkilerinin ötesinde, yaşama ve çalışma alanlarının her bir karesi dikkatlice düşünülüp tasarlanmalıdır. Hiç kimse evinin çok sıcak, çok soğuk, sıkışık, kalabalık, gürültülü veya iyi aydınlatılmamış olmasını istemez ayrıca kimse uzayda böyle bir ortamda çalışmaktan ve yaşamaktan da hoşlanmaz.

NASA astronotu Scott Kelly, araştırmacıların uzay uçuşu ortamının insan bağışıklık sistemini nasıl etkilediğini daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için kendine bir grip aşısı yapıyor.

NASA, tüm bu riskler için harekete geçiyor ve alanlarındaki en parlak beyinlerden bazılarıyla insan uzay uçuşunun zorluklarını çözmek için çalışıyor. Laboratuvarlardan, yer verilerinden ve uzay istasyonu görevlerinden elde edilen sonuçlar, bu uyarlamalar hakkında daha fazla bilgi sağlayacak ve daha uzun görevler için bir basamak olacak. Ay yörüngesine ve Ay’ın yüzeyine yapılacak olan Artemis görevlerinde bu çalışma devam ederken daha da fazla veri toplanacak. Gelecekteki daha uzun süreli Ay ve Mars görevlerinde astronotlar, sadece hayatta kalmalarını değil, uzay yolculuğu görevlerinde de başarılı olmalarını sağlayacak araştırmalardan da yararlanacaklar.


[1] Alçak Dünya Yörüngesi, Dünya’nın etrafında 160 kilometre yüksekliğinden 2.000 kilometre yüksekliğine kadar olan aralığa denk gelen bir yörüngedir. 160 km yüksekliğin altındaki nesneler çok hızlı bir şekilde yörüngesel çöküşe ve irtifa kaybına maruz kalırlar. 

[2] Vücut yeni pozisyonu sonrası kan akışının ve basıncının değişimini kaldıramaz ve baş dönmesi, sersemlik ya da bayılma gibi durumlar yaşanabilir.

Yoluyla
https://www.nasa.gov/hrp/bodyinspace

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu