İnsan Bedeni ve Zihni, Mars Yolculuğuna Hazır mı? Mars'a Gitmek İstiyorsak, İnsan Bedenin Aşması Gereken Engeller Nelerdir?

İnsanlık uzay mücadelesinde Mars yolculuğuyla yeni bir adım atmaya hazırlanıyor. Ancak yolcuğun güvenle gerçekleştirilebilmesi için insan bedeninin aşması gereken engeller var. Bu zamana kadarki uzun süreli insanlı uzay görevleri genellikle 4-7 ay arası sürdü. Uzayda tek gidişte en uzun süreyi geçiren Valeri Polyakov, Mir Uzay İstasyonu'nda 437 gün kaldı. İnsanlı Mars görevleri için planlanan süre ise 6 ay gidiş, 18 ay yüzeyde kalma ve 6 ay dönüş olmak üzere 900 günden fazla. Sadece Mars yüzeyine varıp hemen geri dönmek istense bile en iyi şartlarda 400 günden fazlasına ihtiyacımız var. Böylesi uzun sürecek bir yolculukta mikro-kütleçekimi altında insan vücudunun göstereceği fizyolojik değişiklikler, radyasyon maruziyeti ve uzun süreli izolasyon ortamının yaratacağı sonuçlar aşmamız gereken engellerin önde gelenlerini oluşturuyor.

Mikro-kütleçekimli (ya da "ağırlıksız") ortamda fizyolojimiz değişime uğrar. Vücut sıvıları yer değiştirir, buna bağlı olarak kalp atım ve solunum mekanizmalarında, kan hücre sayılarımızda, hatta göz içerisinde bile çeşitli değişiklikler meydana gelir. Yine de insan bedeni birçok değişikliğe birkaç gün gibi kısa süre içerisinde adaptasyon (daha doğru ifadesiyle aklimasyon veya modifikasyon) sağlayabilir.

Mars Görevlerinde 3 Temel Zorluk

Kas ve Kemik Erimesi

Diğer fizyolojik değişikliklerin aksine, oldukça uzun sürecek bir Mars yolculuğunda, mikro-kütleçekimi altında adaptasyonda sorun yaşanabilecek önemli bir fizyolojik değişiklik var: Kemik yoğunluğu ve kas kitlesinde azalma. Yeryüzünde ağırlığımızın büyük çoğunluğunu taşıyan bel ve bacak kaslarımız, ağırlıksız ortamda eski işlevini yitirir ve giderek zayıflar. Kısa süreli uçuşlarda astronotların kas kitlelerinde %10-20 azalma olur. Bu oran uzun süreli uçuşlarda, gerekli önlemler de alınmazsa %50’ye kadar çıkabilmektedir. Kaslardaki zayıflama, Dünya yüzeyine dönüşte duruş ve hareket bozukluklarına yol açabilir ve kasların eski gücüne kavuşması birkaç ayı bulabilmektedir.

Kaslar gibi kemiklerimiz de üzerindeki yük azaldığında zayıflamaya başlar. Kemik yapımında görev alan hücrelerin (osteoblast) işlevleri azalır ve kemik yıkımında rol oynayan hücrelerin (osteoklast) aktivitelerinde artış gözlenir. 1 aylık bir ağırlıksız ortam maruziyeti femur kemiğinde %1-%1,5 kayba yol açar. Bu oran, 6 aylık görevlerde %10’a kadar çıkabilmektedir. Kemik dokunun onarılması ve eski yoğunluğuna dönmesi ise 4 yıla kadar uzayan bir süreçte devam eder.

Artan kemik yıkımı, kemik dokunun zayıflaması dışında başka bir soruna daha yol açar. Yıkım sonrası açığa çıkan kalsiyum kana geçer ve böbreklerde kalsiyum taşları oluşum riskine sebep olur. Kas ve kemik yıkımının önüne geçmek için astronotlar uzay görevleri boyunca yoğun bir egzersiz programına tabi tutulur, D vitamini ve kalsiyumca zengin gıdaların beslenme programında olmasına dikkat edilir ve gerekiyorsa ilaç tedavileriyle desteklenir.

Radyasyon Maruziyeti

Bir diğer önemli engel ise radyasyon maruziyeti. Radyasyon, Dünya'mızın koruyucu manyetik alanından uzaklaşılan her uzay görevinde ciddi bir tehdit oluşturur. Uzay boşluğundaki radyasyon kaynakları 3 başlıkta toplanır:

• Dünya’nın manyetik alanı içerisinde sıkışmış parçacıklar (Van Allen kuşakları),
• Güneş enerjili parçacıklar ve
• Galaktik Kozmik Radyasyon (GKR).

Mars yolculuğu sırasında daha çok sorun yaratabilecek olan kaynaklar, uzun süreli düşük doz GKR maruziyeti ve Güneş Parlamaları ya da koronal kütle atımları (İng: "coronal mass ejections") esnasında Güneş’ten yayılan parçacıklardır. Galaktik kozmik radyasyon, Güneş Sistemi dışından gelen insan vücudu için riskli, yüksek enerjili ve yüksek penetrasyon yeteneğine sahip parçacıklardan oluşur. Güneş enerjili parçacıklar ise Güneş Parçacık Olayları (İng: "Solar Particle Events") sırasında Güneş'ten yayılan yüksek enerjili parçacıklar içerir.

Radyasyonun insan vücudu üzerinde çeşitli etkileri vardır. Kısa dönemde, alınan dozun şiddetine bağlı ciltte yaralar, mide bulantısı, kusma gibi bulgulardan ölüme kadar değişebilen akut radyasyon sendromuna sebep olur. Uzun dönemde ise etkisi genellikle dozdan bağımsızdır. Dokular ve hücreler üzerinde oluşan hasarların uzun dönem sonuçları (katarakt, çeşitli doku kanserleri vb.) görülür.

NASA tarafından, bir astronotta radyasyon maruziyetine bağlı ölüme yol açabilecek hastalık gelişme riskinin üst sınırı %3 olarak kabul edilmiştir. ABD içerisinde radyasyon maruziyet sınırı ise yıllık 50 milisievert (mSv) olarak belirlenmiştir. Radyasyon maruziyeti riski taşıyan işlerde çalışanlarda (pilotlar, kabin ekipleri, radyoloji teknisyenleri vb.) yıllık ortalama maruziyet 1-5 mSv iken Uluslararası Uzay İstasyonu'nda 6 aylık bir çalışmada astronotların maruziyeti ortalama 80 mSv olur.

Mevcut uzay gemisi yapılarıyla 30 aylık bir Mars görevinde astronotların radyasyon maruziyeti 900 mSV’den fazla, limitlerin çokça üzerinde olacağı hesaplanıyor. Dolayısıyla radyasyon maruziyeti de Mars yolculuğu sırasında insan vücudunun yaşayacağı zorluklar arasında önemli bir yer tutuyor. Radyasyonun ne olduğu ve farklı türlerinin etkileri hakkında daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.

İzolasyon ve İnsan Psikolojisi

Mars yolculuğunda astronotları uzun sürecek bir izolasyon ortamı bekliyor. Uzun süreli kapalı kalınan ortamlarda çeşitli uyum sorunları, duygudurum bozuklukları, kişilik ve düşünce bozuklukları ortaya çıkabiliyor. Rus gözlemciler tarafından uzun süreli (özellikle 4 aydan uzun süren) uzay görevlerinde kişilerde astenik bulguların (fiziksel bir etki olmadan sürekli yorgun hissetme, motivasyonu sağlayamama, enerjisiz ve isteksiz olma durumu) ortaya çıkabildiği belirtilmiştir. Mars yolculuğuna benzer uzun süreli izolasyon ortamının mevcut olduğu Antarktika görevlerine katılan kişilerde de psikotik ataklar, kaygı bozuklukları, depresyon gibi psikiyatrik durumlar raporlanmış.

Astronotlar, şu anki uzay görevlerinde düzenli olarak psikiyatrik değerlendirme ve desteklere tabi tutuluyor. Aileleriyle, arkadaşlarıyla ve psikolojik destek ekipleriyle düzenli olarak görüşme imkânı buluyorlar. Ancak iletişim bağlantı sürelerinin giderek uzayacağı veya bağlantı sorunlarıyla iletişim kurmakta güçlük çekilme riski olan bir görev sırasında psikolojik destek sağlayabilmek için nasıl bir yol izlenmesi gerektiği, oluşabilecek psikiyatrik hastalıkların önüne nasıl geçileceği, görev ekibi içerisinde oluşacak gerilimlerin, iletişim kopukluklarının nasıl yönetileceği ve ekipteki görev motivasyonunu korumayı ne kadar başarabileceği çözülmesi gereken mental problemler olarak önümüzde duruyor.

Sonuç

Elbette Mars yolculuğu sırasında karşılaşılabilecek sorunlar bu kadarla sınırlı değil. Yukarıda sayılanlara ek olarak, uzun sürecek bir yolculuktan sonra ağırlıksız ortamdan, Dünya’nın yaklaşık üçte biri yerçekimine sahip bir yüzeye geçişi astronotların tolere edip edemeyeceği, görev sırasında olası bir yaralanma veya tıbbi acil olması durumunda nasıl müdahale edileceği, olası bir tıbbi acilde yer ekibinden destek alınması gereken durumlarda irtibatın ne kadar gecikmeli yaşanacağı veya tıbbi bilgilerin ne kadar sürede ulaştırılabileceği, uyku-uyanıklık döngüsünün düzenlenebilmesi ve uykusuzluğa bağlı oluşabilecek yorgunlukların yaratacağı sorunların engellenmesi gibi daha birçok soruna kafa yoruluyor ve alternatif çözüm yolları geliştirilmeye çalışılıyor.

Mars'a kalıcı olarak gitmek bir yana dursun, geçici görevler bile son derece zorlu ve insanlığın sınırları sonuna kadar itmesini gerektirecek. Tüm bu zorluklara rağmen, Mars'a neden gitmemiz gerektiğini merak ediyorsanız, buradaki yazımızı okuyabilirsiniz.