Uzay zordur; özellikle kemiklerimizde ve kaslarımızda, kalplerimizde, gözlerimizde ve temelde neredeyse her insan organında. Ama yine de ondan uzak kalamayız. Şu ana kadar yaklaşık 700 kişi uzaya gitti ve bu sayı, özel uzay uçuşları başladıkça daha da artacak. Ancak uzayda uzun süre kalmaya dayanmak söz konusu olduğunda, insan vücudu gerçekte ne kadarını kaldırabilir?
Bu yılın başlarında iki Rus kozmonot, mikro yerçekimi ortamında art arda 374 gün geçirerek Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) en uzun süre kalma rekorunu kırdı. ISS’deki astronotlar, bilim adamlarının uzay uçuşunun insan vücudu üzerindeki etkileri hakkında bilgi edinmesine yardımcı oluyor. Spoiler uyarısı: Harika değiller.
Ağırlıksız ortam kemik yoğunluğunun azalmasına, kas atrofisine, kan hacminin azalmasına, kalp kası fonksiyonlarının azalmasına, bulanık görme ve yönelim bozukluğuna neden olur. NASA ve diğer uzay ajansları, uzayda uzun süreli yolculuklarda seyahat eden astronotların üzerindeki risklerin azaltılmasına yardımcı olmak amacıyla bu etkiler hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyor.
Mars’a yapılacak insanlı bir misyonun yaklaşık üç yıl süreceği belirtiliyor. NASA. Peki bu tür bir yolculuğun ve hatta uzayda daha uzun süre kalmanın insan vücuduna ne faydası olur? Bu Giz Asks için, ağırlıksız bir ortamda uzun süre hayatta kalmanın zorluklarını anlamak için uzmanlarla konuştuk. Derin uzay yolculuğunda insan hayata ne kadar dayanabilir? En kötü senaryoda, birisi ISS’de süresiz olarak mahsur kalırsa ne olur? İşte söylemeleri gerekenler.
Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde Profesör, Uzaydaki Siviller için İnsan Araştırma Programı başkan yardımcısı ve 2013’ten 2016’ya kadar NASA İnsan Araştırma Programında Baş Bilim Adamı.
Basit cevap: duruma göre değişir. Bazı profesyonel hükümet astronotları, çok az veya hiç ciddi olumsuz etki olmaksızın uzayda en az bir yıl aralıksız geçirdi. Bunun, en azından başlangıçta sağlık durumu mükemmel olan ve sıkı karşı önlem protokollerine (çoğunlukla egzersiz) uyan kişiler için yapılabileceğini biliyoruz. Bu ne kadar uzatılabilir? Bu, uzaydaki insanlardan ne beklendiğine, onlara karşı hangi önlemlerin alınabileceğine ve Dünya’ya dönüp dönmeyeceklerine bağlı.
Anlamlı bir iş yapma yetenekleri ne olursa olsun, tek görevleri hayatta kalmaksa, o zaman bu sadece bir hayatta kalma meselesidir. Bu durumda insanlar uzayda oldukça uzun süre hayatta kalabilirler. Egzersiz gibi karşı önlemler olmasaydı, zamanları rahat ve keyifli olurdu. Tek amaçları oldukça keyifli olabilecek deneyimin tadını çıkarmak olacaktır. Bir süreliğine. Sonunda, asgari düzeyde fiziksel eforun eksikliği bile (Dünya üzerinde dik kalmak için yer çekimine karşı çalışarak elde ettiğimiz) kemiklerin, kasların ve kalbin ciddi şekilde bozulmasına neden olacaktır. Bu insanlar uzayın iyi huylu ağırlıksızlığında kalırlarsa bu değişiklikler kötü olmayabilir, ancak bu fizyolojik koşullanmanın bozulması büyük olasılıkla onların Dünya’nın yerçekimi ortamına geri dönme yeteneklerini engelleyecektir.
Bu fizyolojik değişiklikler zayıflatıcı veya ölümcül olmasa bile, zamanla olumsuz etki yaratabilecek başka stres etkenleri de vardır. Az sayıda insanla küçük bir alanda yaşamanın psikolojik zorlukları, özellikle de bu zorluğu değerli kılacak kapsamlı bir hedef olmadan, önemli olabilir. Alçak Dünya yörüngesinin göreceli güvenliğinin dışındaysa, derin uzay radyasyonunun önemli etkileri olabilir. Bu etkilerin bazıları kümülatif olabilir: Uzayda geçirilen sürenin artmasıyla birlikte kanser riskinin artması. Diğer hususlar, korumanın yetersiz olabileceği ve çok hızlı bir şekilde akut etkiler yaratabilen güneş patlamaları gibi ara sıra meydana gelen olaylara bağlı olacaktır.
Bu sorunlara paralel olarak ağırlıksızlığın vücuttaki sıvıların dağılımı üzerindeki az anlaşılan etkisi de vardır. Yer çekimi olmadığında bu sıvılar (kan, beyin omurilik sıvısı, lenf sıvısı ve diğerleri) bacaklara çekilmek yerine daha eşit şekilde dağılır. Zaten birkaç ay süren uzay uçuşlarında görülen bu sıvı değişiminin bazı etkilerinin, gözün yapısındaki değişiklikler, kafatasındaki beynin yukarı doğru kayması ve beyin fonksiyonundaki hafif değişiklikler olduğu düşünülüyor. Bunlar uzayda uzun süre kalmaktan kaynaklanan gerçek sinir hasarının habercisi olabilir. İnsanların uzayda çok uzun süre kalmalarına rağmen, biliş ve motor kontrol gibi sinirsel işlevlerde kademeli olarak bozulma yaşanması mümkündür. Eğer gemideki diğer kişiler yardıma hazırsa, bu insanlar uzun süre hayatta kalabilirler. Ama hangi amaçla? Bunlar farkında olduğumuz önemli riskler arasındadır. İnsanlar uzayda daha uzun süre geçirdikçe muhtemelen başkaları da ortaya çıkacak. Sınırlayıcı faktörler olabilecek bu bilinmeyen bilinmeyenlerdir, ancak elbette bunların ne olduğunu bilmiyoruz.
Az önce anlatılan koşullar altında uzayda hayatta kalmanın beş yıl, belki de daha fazla bir süre alacağına dair bir tahminde bulunma riskini göze alıyorum. Ancak bu insanlar, böylesine zorlu bir ortamda hayatta kalma becerisine biyolojik sınırlar koymak dışında pek bir değer katmadıkları için uzayda öleceklerdi. Karşı önlemler bazı tıbbi sorunların hafifletilmesine yardımcı olabilir; bu durumda yaşam süresi belki on yıla kadar uzayabilir ve hatta egzersiz yeterince kuvvetliyse Dünya’ya dönüşe bile izin verilebilir.
Uzay yolcuları çalışmaya başladıktan sonra yaralanma olasılığı artar, ancak daha yüksek düzeyde fiziksel kondisyon sağlama ihtiyacı da artar. Bu bir meydan okumadır. Yapılacak işler ve Dünya’ya dönme niyetiyle giderlerse cevap değişir. Bu durumda sadece hayatta kalmak yeterli değildir; anlamlı bir iş yapabilme ve kemik, kas ve kardiyovasküler durumu koruma becerisi gereklidir. Mevcut en iyi egzersiz ve beslenme önlemlerine rağmen radyasyon ve izolasyonun olumsuz etkileri olacaktır. Çok az destekleyici kanıtla bu sınırı yaklaşık dört yıl olarak belirledim. Yapay yerçekimi ile bu süre çok daha uzun olabilir. Bu durumda sınırlamalar ağırlıklı olarak psikoloji ve radyasyondan kaynaklanıyor olabilir. Yapay yerçekimi, radyasyon kalkanı ve psikolojik kaygılara dikkat edilerek düzgün bir şekilde uygulanırsa, uzayda geçirilebilecek zamanın aslında bir sınırı olmayabilir.
Nihai cevap sadece az önce açıklanan faktörlere bağlı değildir, aynı zamanda belirli bireye (onun genetik yatkınlığına, yaşam tarzına ve stresle başa çıkma becerisine) de bağlıdır. Buradaki rakamlar büyük miktarda belirsizlik taşıyor ancak bir başlangıç noktası sağlıyor, dikkate alınması gereken faktörleri gösteriyor ve farklı görev senaryolarının nasıl bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor.
Las Vegas Nevada Üniversitesi Entegre Sağlık Bilimleri Okulu bünyesinde sağlık fiziği ve teşhis bilimleri bölümü profesörü.
ISS bir mesaj aldı [radiation] Doz hızı, Dünya’nın gölgesinin yaklaşık üçte birini ve Dünya’nın manyetik alanının ek üçte birini engellemesi nedeniyle derin uzaydan yaklaşık üç kat daha düşüktür. Mars’ın yüzeyi, Mars’ın gövdesi ve atmosferi nedeniyle derin uzayın yaklaşık üçte biri kadardır.
ISS’nin koruması, büyük güneş parçacıkları olaylarından kaynaklanan dozları bile azaltmak için yeterlidir, dolayısıyla ciddi bir akut radyasyon hastalığı riski yoktur. Bu nedenle ana risk, geç etkiler olarak adlandırılan (kanser, kalp hastalığı, katarakt) ve farelerde ve sıçanlarda gözlemlenen ancak insanlarda kesin olarak belirlenmemiş olan biliş ve hafızadaki potansiyel değişiklik riskidir.
Dolayısıyla cevap vermenin bir yolu, bir kişinin ne kadar riski kabul etmeye istekli olduğunu sormaktır. Eğer sınırsız risk kabul edilebilirse, o zaman cevap çeşitli hastalıkların ortaya çıkma olasılıklarıyla ilgilidir.
Radyasyon DNA hasarına neden olur ve dokudaki iyonizasyonlar nedeniyle radikaller oluşturarak oksidatif stresin artmasına neden olur. Bu, gen mutasyonlarına, kromozomal anormalliklere, bağışıklık sisteminin bozulması gibi doku ortamı değişikliklerine ve anormal biyokimyasal sinyallere yol açabilir. Bunlar çeşitli sağlık hastalıklarının öncü değişiklikleridir.
ISS’deki gibi bir korumayla, bir kişi hayatta kalabilir, ancak derin uzayda birkaç yıl geçirdikten sonra ölümcül hastalık veya hastalık olasılığı %10’u aşan yüksek bir olasılığa sahiptir.
Sanırım asıl sorulması gereken nokta, uzayda birkaç yıl geçirme çabasının risk almaya yetecek kadar değerli olup olmadığı ve uzay ajanslarının riskleri azaltmak için büyük yatırımlar yapmasının gerekip gerekmediğidir. Hangi türe bağlı olarak geç etkilerin ortaya çıkması biraz zaman alır. Maruziyetten sonraki minimum süreler arasında görmeyi bozan katarakt (beş yıldan biraz fazla), lösemi (iki yıl), katı kanserler (yaklaşık beş yıl), kalp hastalığı (yaklaşık 10 yıl) ve daha az bilinen bilişsel değişiklikler yer alır. Belki başka bir soru da şu olabilir: Bir kişi tedavi görürse uzayda ne kadar kalabilir? [to those diseases] mümkün değil.
Uzay uçuşu sırasında astronotlarda kemik kaybını önlemek ve tedavi etmek için biyomateryaller geliştirme konusunda NASA ile birlikte çalışan Stanford Üniversitesi’nden bir fizikçi.
2024 yılı itibarıyla uzayda en uzun süre sürekli kalma rekoru, Ocak 1994’ten Mart 1995’e kadar Mir uzay istasyonunda 437 gün 18 saat geçiren Rus kozmonot Valeri Polyakov’a ait. Bu, bir insanın uzayda ne kadar kalabileceğini gösteriyor. 1,2 yıldan fazla. Birisi daha uzun kalabilir mi? Kesinlikle. Ancak sağlık riskleri giderek ciddileşiyor.
Mevcut teknolojimizle beklenen süre olan 1000 günlük Mars görevini düşünelim. Mikro yerçekiminde, düzenli ağırlık taşıma aktivitesinin olmaması nedeniyle kaslar ve kemikler zayıflar.
NASA ve Stanford Üniversitesi işbirliğiyle yürüttüğümüz bir çalışmada tahmine dayalı bir matematiksel model geliştirdik. Bu model, Mars görevinde astronotların %100’ünün muhtemelen osteopeni geliştireceğini göstermektedir. [when bone density is lower than normal]Yaş, cinsiyet ve etnik köken gibi faktörlere bağlı olarak %33’ü osteoporoz riski altındadır. Daha da endişe verici olanı radyasyona maruz kalmadır. Mars yolculuğu gibi derin uzay görevlerinde, galaktik kozmik ışınlara (GCR’ler) ve güneş radyasyonuna daha fazla maruz kalma nedeniyle kanser riski önemli ölçüde artıyor. Bir Mars görevi, astronotları 0,7 ila 1 sievert (Sv) radyasyona maruz bırakabilir; 1 Sv, kanser riskini yaklaşık %5 artırabilir. Bu, Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) altı aylık bir konaklama için yaklaşık 0,3 Sv olan tipik radyasyon dozundan çok daha yüksektir.
Buna ek olarak, uzay yolcuları başka ciddi sağlık sorunlarıyla da karşı karşıyadır: Uzay Uçuşuyla İlişkili Nöro-Oküler Sendrom (SANS), kardiyovasküler hastalık ve potansiyel sinir sistemi hasarı. Mikro yerçekimindeki sıvı değişimlerinin neden olduğu görme sorunları, Dünya’ya döndükten sonra bile devam edebilir. Uzun süreli izolasyon, izolasyon ve Dünya’dan uzaklık strese, kaygıya, depresyona ve bilişsel gerilemeye yol açabileceğinden zihinsel sağlık da endişe vericidir. Uzun süreli görevler sırasında değişen bağışıklık sistemi tepkisi, enfeksiyonlarla mücadele veya tıbbi acil durumlarla ilgilenme konusundaki endişeleri de artırıyor.
Bana göre, Mars’a üç yıllık bir görev mümkün, ancak astronotlar muhtemelen bazıları ciddi olabilecek önemli sağlık sorunlarıyla geri dönecekler. Bundan daha uzun görevler insanın dayanıklılığının sınırlarını zorlayacaktır.