İnsanları Mars’a göndermenin görünmeyen sorunu

İnsanları Mars’a göndermek kolay olmayacak. İnsanları ve malzemeleri uzaya ulaştırmak ve onları güvenli bir şekilde başka bir gezegene indirmek gibi bariz zorluklar var. Ve oraya vardıklarında, soluyacak hava, içecek su ve yiyecek yiyecek olan güvenli bir yerde yaşamaları gerekecek. Ancak Mars’ın mürettebatlı keşfinin önündeki en büyük engel, tamamen görünmez ve sıklıkla göz ardı edilen bir şey olabilir: insan vücudunda tahribata yol açabilen uzay radyasyonu.

Elon Musk meşgulken Mars şehri için planlar çiziliyorinsan uzay keşfi üzerinde çalışan uzmanlar daha temkinli. İnsanların güvenli bir şekilde keşif yapmasını istiyorsak Mars’a ulaşmak en zor kısım bile olmayabilir.

Uluslararası Uzay İstasyonu’nda onlarca yıl süren araştırmalardan mikro yer çekiminin görme sorunlarından kas kaybına kadar vücut üzerinde bir dizi etkiye sahip olduğunu biliyoruz. Ancak Dünya’dan ayrılmak yalnızca yer çekiminden ayrılmak değil aynı zamanda koruyucu kabarcığından ayrılmak anlamına geliyor. Ve uzay radyasyonuna maruz kalmanın insan sağlığını etkileyebileceği birçok yolu öğrenmeye yeni başlıyoruz.

Uzay radyasyonu iki ana kaynaktan gelir: Güneş parlamaları biçimindeki güneş aktivitesi ve galaktik kozmik ışınlar adı verilen enerjik parçacıklar. “Galaktik kozmik ışınlar ölmekte olan yıldızlardan gelir ve bu radyasyon, seyahat ettiğinizde uzay boşluğunun bir parçasıdır,” diye açıkladı radyobiyolog ve radyasyon uzmanı Eleanor Blakely.

Uzay radyasyonunun sağlık riskleri çoktur ancak yeterince anlaşılmamıştır. Kanser riskini artırdığı, merkezi sinir sistemini etkilediği, kalp hastalığı ve katarakt gibi dejeneratif etkileri artırdığı ve bağışıklık sistemini değiştirdiği düşünülmektedir. Bu etkileri azaltmanın bir yolunu bulmak, astronotların uzaya çıkıp çıkamayacaklarını belirleyecektir. Mars’ı güvenli bir şekilde ziyaret edin veya sağlık açısından yarattığı olumsuzluklar insanların oraya adım atmasını çok tehlikeli hale getiriyor mu?

Uzay araştırmalarının özel zorluğu, uzun vadede düşük seviyelerde radyasyona maruz kalmayı gerektirmesidir. Bu, Dünya’daki radyasyona maruz kalmanın çoğundan oldukça farklıdır.

Sahip olduğumuz verilerin çoğu, vücutta “tekdüze, sprey şişesi benzeri bir desende” hasara neden olan gama ışınları ve X ışınları gibi radyasyonun sağlık etkilerine bakıyor. NASA’ya radyasyon sağlığı araştırmaları konusunda danışmanlık yapan radyasyon biyoloğu Greg Nelson bunu açıklıyor. Ancak galaktik kozmik ışınlar vücutta bir ray gibi düz bir çizgide hareket eder. Nelson, “Bu yüzden hasarı mikroskobik ölçekte yoğunlaştırıyorsunuz ve bu hasar çok yoğun olduğu için vücudun onarması çok daha zor oluyor” diyor.

Bu tür uzay radyasyonu, göğüs röntgeninin düşük dozlu maruziyetine benzemez. Bunun yerine, neredeyse ışık hızında seyahat eden, beyninizden doğrudan geçen, bir mikrosaniye içinde hepsi üst üste 10.000 hücreyi rahatsız eden yüklü bir parçacığı hayal edin. Bu, o hücrelere mutlaka zarar vermiyor, ancak onları oldukça alışılmadık bir şekilde aktive ediyor. Ve bunun ne yaptığını henüz bilmiyoruz.

Nelson, “Bizim ray yapısı adını verdiğimiz bu özellik, yeni ve farklı etkilerin ortaya çıkma olasılığını ortaya çıkarıyor.” dedi.

Dünyadaki radyasyonun büyük kısmı DNA’yı parçalayarak kansere yol açabiliyor. Ancak son araştırmalar, bu yüklü parçacıkların nöronlar arasındaki bağlantıları veya nöronların içindeki mitokondrileri bozarak beyne tamamen farklı bir şekilde zarar verebileceğini öne sürüyor.

Bir diğer endişe ise astronotların yalnızca radyasyona maruz kalmaması. Uzay yolculuğunda, sağlık sorunlarına yol açtığı bilinen mikro yerçekimiyle de uğraşıyorlar.

Kas dokusu kaybı gibi daha belirgin etkiler de var çünkü kaslar yerçekimine karşı çalışmıyor. Ancak, aşağıdaki gibi diğer etkilere dair kanıtlar da var: beyin yeniden şekillenmesiBlakely, “Bu, dokuların normalde olduğundan farklı bir şekilde aktive edildiği anlamına geliyor,” diye açıkladı, örneğin gri madde ile beyaz madde miktarında değişiklikler gibi. Ancak bunun etkilerine gelince: “Psikolojik veya fizyolojik sonuçları nelerdir? Bilmiyoruz.”

Araştırmacılar, mikro yer çekiminin ve radyasyona maruz kalmanın etkilerinin nasıl birleşebileceğini araştırmaya başlıyor.

Nelson, “Etkileşime geçtiklerine dair bazı kanıtlar var,” dedi. “Bu noktada bunun katkısal mı yoksa sinerjik bir etki mi olduğunu kimse bilmiyor.” Başka bir deyişle, etkilerin birbirine mi yığıldığı yoksa bir araya geldiklerinde daha da kötü bir sonuç mu ürettikleri net değil. Nelson, kemik sağlığında, merkezi sinir sisteminin kan-beyin bariyerinde ve gözdeki belirli özelliklerde değişikliklere dair kanıtlara açık araştırma alanları olarak işaret etti.

Kemirgenler üzerinde yapılan son araştırmalara göre, radyasyona maruz kalma ve uyku yoksunluğunun birleşimi daha fazla bilişsel kusura da yol açabilir. Bu, uzun süreli uzay görevlerinin izolasyonunun ve hapsedilmenin psikolojik bedelinin daha fazla etkisini bile hesaba katmıyor.

Uzay yolculuğunun sağlık açısından riskleri çoktur ve bunların nasıl etkileşime girdiğini bilecek kadar bilgiye henüz sahip değiliz.

NASA’nın kendi hesaplamaları, Mars’a yapılacak daha uzun görevlerin astronotları da kapsayabileceğini gösteriyor. 1 sievert’in üstünde radyasyona maruz kalmanın, ajansın ömür boyu maruz kalma için kabul edilebilir sınırının üzerinde olması. Ancak, insanları Mars’a gönderirken, radyasyondan kaynaklanan en büyük risk, seyahat ettikleri süre boyuncadır. Mars yüzeyinde, gezegenin yüzeyinde olmaktan kaynaklanan bir miktar koruma vardır, bu nedenle gerçek endişe uzayda geçirilen zamandır.

Bir aya kadar olan sürelerde, etkilerin şiddetli olması pek olası değil. Ancak uzayda altı aydan bir yıla kadar olan sürelere bakmaya başladığınızda, Nelson, “Şimdi, en azından kemirgen çalışmalarında, bazı değişiklikleri yakalayabileceğiniz aralığa giriyorsunuz,” dedi. “Ve bunun insanlara nasıl yansıyacağını hala büyük bir kesinlikle bilmiyoruz.”

Radyasyon riskini azaltmak için ne zaman seyahat edeceğinizi seçebilirsiniz. Güneş yaklaşık 11 yıllık bir aktivite döngüsünden geçer ve güneş en aktif olduğunda, solar maksimumda seyahat ederseniz, kozmik ışınları iten güneşten gelen daha fazla malzeme olur. Ancak bu daha fazla güneş parçacığı olayıyla çakışır, bu nedenle endişelenmeniz gereken güneşten gelen daha fazla radyasyonunuz olur.

NASA’nın nükleer tahrik gibi teknolojilerini kullanarak uzayda geçirilen süreyi azaltabilirsiniz. araştırmaAncak bu da kendi risklerini beraberinde getiriyor; özellikle fırlatma sırasında bir şeyler ters giderse, patlama sonucu radyoaktif madde Dünya atmosferine yayılabilir.

Astronotları radyasyondan korumak için kalkanlama gibi yollar var. Ancak bu da basit bir önerme değil.

Nelson, “Sezgisel olarak hepimiz ‘Etrafıma yeterince kurşun koy, iç çamaşırımın kurşun olduğundan emin ol, o zaman iyi olacağım’ diye düşünmeye başladık. Bu muhtemelen X-ışınları ve gama ışınları gibi şeyler için doğrudur,” dedi, özellikle radyasyon tek bir yönden geldiğinde. Ancak her yönden gelen yüklü parçacıklarda durum böyle değil.

Nelson, “Yüklü parçacıklar söz konusu olduğunda, olan şeylerden biri parçalara ayrılmalarıdır,” dedi. “Ve daha küçük parçalar, büyük parçalardan daha büyük derinliklere nüfuz etme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle bazen daha fazla kalkanlama aslında soruna katkıda bulunur.”

Radyasyon kalkanı için çok fazla ikincil parça oluşturmadan bazı büyük parçalardan koruyan bir “en iyi nokta” vardır. En etkili kalkanlardan bazıları aslında metal yerine polietilen gibi malzemelerdir çünkü daha fazla hidrojen atomu içerir ve küçük parçalar oluşturma olasılığı daha düşüktür.

Belirli durumlarda koruma görevi görecek malzeme katmanları oluşturabilirsiniz (örneğin astronotların daha yoğun korumalı alanlarda uyuması gibi) ancak er ya da geç astronotların dışarı çıkıp keşfetmeleri gerekecektir.

Nelson, “Koruma etkili, ancak başa çıkmamız gereken, kalkanlanamayacak miktarda radyasyon olacağı gerçeğiyle yaşamak zorundayız” dedi.

NASA, bir astronotun kariyeri boyunca maruz kalabileceği radyasyon miktarı konusunda katı sınırlamalara sahiptir ve bu, tüm sebeplerden kaynaklanan %3-4’lük bir aşırı ölüm riskine eşdeğerdir. Bu sınırlar yakın zamanda değiştirildi, biraz tartışmalıçünkü güvenli bir radyasyon maruziyeti miktarı belirlemek zordur. Farklı radyasyon türleri, vücudun hangi kısımlarının maruz kaldığı, ayrıca kişinin yaşı, cinsiyeti ve genel sağlığı gibi faktörlere bağlı olarak insanları farklı şekilde etkiler.

Nelson, “Mürettebat üyelerine bilgilendirilmiş bir risk tahmini sağlamalıyız,” dedi. “Uzaya giderseniz sizin için risk şu – bildiğimiz kadarıyla, bu hangi kategoride olursa olsun sizin aşırı riskiniz. Ve sonra kişi karar vermeli. Bunu kendilerine, NASA’ya, genel olarak halka bir fayda karşılığında kabul etmeye istekliler mi? Aileniz buna katılıyor mu? Avukatınız buna katılıyor mu?”

Sağlık risklerini tartışırken, astronotlar genellikle kendi güvenlikleri için riskleri kabul etmeye oldukça isteklidir. Sonuçta, uzay keşfi bir dizi nedenden dolayı tehlikelidir, buna bir uzay aracının veya fırlatma aracının ölümle sonuçlanabilecek potansiyel arızası gibi gerçek tehlikeler de dahildir. Bunun yanında, katarakt geliştirme riski veya kanser riskinin artması daha az endişe verici görünebilir.

Ancak NASA gibi kurumlar, astronotların hayatlarındaki aile üyelerinin ve diğer insanların görüşlerini de dikkate almak zorundadır. Blakely, “Burada, olan bitende gerçekten payı olan ve bu kararlara müdahil olmak isteyen aile paydaşları var,” dedi. “Ve bunlar bir araya getirildiğinde, bir sınır olarak ortaya koyduğunuz şeye yeni bir bakış açısı kazandırır [for radiation exposure].”

Astronotların, özellikle de genç olanların, uzun vadeli sağlık risklerini ailelerinin bakış açısından ele almak, yalnızca kendini düşünmekten farklı bir duygusal yük taşıyor. Blakely, “O insanların annesi olsaydım, bunu isteyeceğimden emin değilim,” dedi.

Ancak bireysel zararın değerlendirilmesi, keşiften elde edilebilecek potansiyelle — insan vücudu hakkında öğrenebileceğimiz her şey dahil — dengelenmelidir.

Blakely, “Keşiflerin ülkemiz için birçok nedenden dolayı önemli olduğu düşünülüyor ve bundan sağlık konusunda çok şey öğrendik. Bu harika,” dedi.

İster Musk’ın öngördüğü göz kamaştırıcı Mars şehirleri olsun, ister daha gerçekçi bir ifadeyle, birkaç aydan birkaç yıla kadar bir süre için Mars’a gidip Dünya’ya geri dönen küçük bir grup kaşif olsun, insanları başka bir gezegene göndermenin getirileri çok büyük olabilir; sadece maliyetler konusunda net olmamız gerekiyor.