NASA Astronotları AstroRad Radyasyon Zırhı ile Koruyacak

StemRad şirketi, uydumuz Ay ve Mars’a gidecek astronotları güneş fırtınaları ile zararlı kozmik ışınlardan korumak için AstroRad radyasyon zırhını geliştirdi. Astronotlar çelik yeleğe benzeyen zırhı uzay giysileri ve iş tulumlarının altına giyecek.

Nasıl çalışıyor?

Tel Aviv merkezli StemRad şirketi radyasyon kazalarında hayat kurtaran çözümler geliştiriyor. Şirketin ürettiği özel radyasyon kemeri Çernobil ve Fukuşima nükleer santral kazalarının tekrarlanması halinde, bu tesislerde çalışan işçileri gama ışınlarından koruyacak.

Resimde görüldüğü gibi, StemRad tüm bedeni radyasyondan korumak yerine, sadece kemik iliğinin yoğun olduğu leğen kemiğini örtmeye odaklanıyor. AstroRad radyasyon zırhı da vücudu kısmen örten bir çelik yeleğe benzediği için şirketin neden kısmi korumayı tercih ettiğini anlatmamız gerekiyor.

İlgili yazı: Bilim İnsanları DNA Üzerine Veri Depoladı

 

Akut radyasyon sendromu

Nükleer kazalarda uzun süreli alfa ve beta ışınımı ile kısa süreli gama ışınları ortaya çıkıyor ve insanlar için en ölümcül tehlikeyi görünmez gama ışınları oluşturuyor. Nedenine gelince:

Bir nükleer kaza veya olası nükleer savaşta ortaya çıkacak nükleer serpintinin neden olduğu alfa ve beta ışınımı insanların uzun vadede kansere yakalanmasına yol açıyor.

Ancak, gama ışınları alyuvarlar ve akyuvarlar gibi kritik hücreleri üreten kök hücreleri öldürüyor. Bu yüzden nükleer kazada önce gama ışınlarını kesmek gerekiyor. Oysa StemRad’ın bel bölgesini koruyan cankurtaran kemeri dışında, hiçbir radyasyon giysisi gama ışınlarını kesmiyor.

Peki StemRad bel kemerinden esinlenen radyasyon zırhı AstroRad’ın kısmen dirençli olduğu gama ışınları insanlara nasıl zarar veriyor?

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Sinsi saldırı

Aslında çok sinsi bir şekilde: Gama ışınları genetik kodumuz olan DNA moleküllerini oluşturan atomlardaki elektronları koparıyor. Fotonlar atomları saran elektronlara enerji yükleyince bunların en dış elektronları aşırı enerji kazanıp atomdan kopuyor.

Böylece nötr atomlar pozitif yüklü iyonlara dönüşüyor ve bu da atomların moleküler bağlarını koparıyor.

Sonuçta DNA molekülü parçalanıyor veya bozuluyor. Radyasyon kazazedeleri şanslıysa birkaç yıl içinde kanser olma şartıyla hayatta kalıyorlar. Gama ışınları ise doğrudan kemik iliğini öldürdüğü için kişi birkaç ayda hayatını kaybediyor.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Radyasyon kemerinin yararı

StemRad radyasyon kemeri ve AstroRad’ın neden vücudu kısmen koruduğunu şimdi anlıyoruz: Gama ışınlarına karşı tam boy zırh yapsaydık ağırlığı 200 kg olurdu ve bu zırhı yalnızca insanların fiziksel gücünü artıran motorlu dış iskeletlerle giyebilirdik.

Neyse ki uzayda, en azından Güneş Sistemi’nde süpernova yıldız patlamaları, nötron yıldızları ve aktif kara delikler gibi şiddetli gama radyasyonu kaynakları yok. Olsaydı gama ışınları atmosferi saran ozon tabakasını yok eder ve Güneş’in morötesi ışınları yeryüzüne ulaşarak Dünya’daki birçok canlının kanser olmasına yol açardı.

Bununla birlikte, Güneş’te zaman zaman yaşanan taçküre kütle atımı olayları (örneğin güneş püskürtüleri) şiddetli güneş fırtınalarına yol açıyor. Normalde yıldızımız uzaya sürekli sıcak gazlar üflüyor ve buna kısaca güneş rüzgarı diyoruz; ama güneş fırtınaları uzaya şiddetli radyasyon yayıyor.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Astronotlarla ne ilgisi var?

Güneş püskürtüleri, gama ve x-ışınlarına ek olarak, doğru akım elektrik voltajından başlayıp 13 mhz bandındaki radyo dalgalarına kadar uzanan geniş bir spekturumda güçlü elektromanyetik dalgalara yol açıyor.

Dolayısıyla kemer yetmiyor

Astronotların bunun yerine AstroRad gibi vücudun tüm göğüs bölgesini ve sırtını, kasıklardan boyna kadar koruyan özel bir radyasyon zırhı giymesi gerekiyor.

StemRad yeni radyasyon zırhını özellikle metalden üremedi; çünkü astronotlar sırtında 200 kg’lık zırhla uzay gemisinde veya Mars’ta dolaşamazlar. Motorlu dış iskelet kullanmak da çözüm olamaz; çünkü Ay ve Mars’a gidecek uzay gemilerinin içinde motorlu iskeletle dolaşacak yer yok.

Buna bir de astronotların uzayda yemek yemesi, yatması, oturup-kalkması ve elbette lavaboya uğramasını eklersek AstroRad gibi vücudun sadece en hassas yerlerini koruyan esnek radyasyon zırhlarının neden kullanışlı olduğunu anlıyoruz.

İlgili yazı: Gerçek Jurassic Park: Mamut ve Dinozorlar Klonlanacak

 

Koruyucu kabuk

Şimdi diyeceksiniz ki “Hocam birkaç astronot dışında kimse uzayda 1 yıl kalmıyor. Kısa süreli uçuşlarda ise uzay istasyonun dış gövdesi zayıf radyasyonu kesiyor. En kötü ihtimalle astronotları kurtarma filikasıyla acilen Dünya’ya getiririz. İnsanlara radyasyon zırhı giydirmeye ne gerek var?”

Bunun nedeni insanların yakın gelecekte Ay ve Mars’a yerleşecek olması: Ay ve Mars’a giderecek astronotları uzaydaki şiddetli radyasyondan korumak gerekiyor.

Uzay istasyonundaki astronotlar için büyük bir sorun yok: Dünya atmosferinin dışında olsalar da Dünya’nın manyetik alanı içinde yer alıyorlar. Bu da astronotları güneş rüzgarı ve başka yıldızlardan gelen kozmik ışınlardan büyük ölçüde koruyor.

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Mars’a yolculuk

Oysa Mars yolculukları en az 6 ay sürecek ve astronotlar uzayda radyasyona maruz kalacaklar. Uydumuz Ay bile bize yakın olmasına rağmen radyasyon açısından oldukça tehlikeli:

Her ne kadar Ay’a gitmek 3 gün sürse de sevgili uydumuz Dünya’nın manyetik alanının dışında kalıyor. Bu yüzden, Ay’a sık giden veya gelecekte asteroit madenciliği için kurulacak Ay üslerinde yaşayacak olan astronotları zararlı radyasyondan korumak gerekiyor.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Kozmik radyasyon tehlikesi

NASA astronotları kariyeri boyunca 1 Sievert radyasyon alıyor. Bu da bir insanın 80 yıllık ömründe Dünya’da aldığı radyasyona denk. AstroRad koruyucu zırh ihtiyacı buradan çıkıyor.

Hekimler insan vücudunun aldığı radyasyonu Sievert (Sv) ile ölçüyor. 4,5 Sievert gibi yüksek değerler kişinin bir ay içinde ölmesine yol açıyor. Sievert vücudun radyoaktif hasar alma oranına karşılık geliyor.

İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi

 

Mars’a gitmek için zırh şart

Hiç kimse Mars’a gidecek olan astronotların kızıl gezegene ulaştıktan sonra kanser olmasını istemez. Ancak, Mars’a gitmek için uzayda altı ay yol almamız gerekecek ve gitmişken en az altı ay kalacağız. Burada gidiş-dönüş 18 aylık bir yolculuk ve en az 225 milisievertlik radyasyondan söz ediyoruz.

Ayrıca Mars’ın koruyucu manyetik alanı ve ozon tabakası yok. Bu yüzden, ileride Mars’ta yaşayacak insanların yeraltındaki evlerde oturması gerekecek. Yine de bu pratik bir çözüm değil; çünkü insanların Mars yüzeyinde çalışması ve bilimsel araştırma yapması gerekiyor.

İlgili yazı: Sansüre Karşı TOR ve Orbot Rehberi

 

AstroRad buna izin veriyor

Bugün Mars’a gitmek hayal; ama 20 yıl sonra radyasyon zırhı gerçek bir ihtiyaç olacak: Örneğin, Elon Musk Mars’a 2025’ten itibaren ve NASA da 2030’dan sonra insan göndermek istiyor. Hatta Elon Musk daha da ileri giderek 2040’ta Mars’ta 1 milyon insan yaşayacağını söylüyor.

StemRad CEO’su Oren Milstein, kızıl gezegendeki yerleşimcilerin hayatta kalmak ve sakat doğum yapmadan soyunu devam ettirebilmek için AstroRad gibi çözümlere ihtiyaç duyacaklarını belirtiyor.

İlgili yazı: Kontrollü Güç >> Telefon pil ömrünü uzatmak için 5 pratik yöntem

 

Orion kapsülünde test edilecek

NASA Amerikalı astronotları Ay ve Mars’a taşımak için Orion kapsülünü geliştirdi. Bu kapsül uzay gemisi olarak değil ama iniş ve kalkış filikası olarak kullanılacak. Her durumda NASA’nın yeni SLS roketi ilk uçuşunu 30 Eylül 2018’de Orion kapsülüyle yapacak.

EM-1 uçuşunda SLS Dünya’nın manyetik alanının dışına çıkarak Ay çevresinde geniş bir tur atacak. Hafif olması için soğan kabuğu gibi çok katmanlı kompozit malzemelerden üretilen AstroRad radyasyon kalkanı, bu uçuş sırasında kapsüle yerleştirilecek olan mankenlerin üzerinde test edilecek.

İlgili yazı: İngilizler Biyoprinterda İnsan Kalbi Bastılar

 

Meraklısına güvenli Mars yolculuğu

Buraya kadar astronotları uzaydaki radyasyondan nasıl koruyacağımızı anlattık ve AstroRad hakkında temel bilgi verdik. Ancak, bu iş astronotlara radyasyona dayanıklı birer çelik yelek verip onları uzaya yollamaktan ibaret değil.

Uzayda güvenli yolculuk etmek için uzay gemilerinin de astronotları koruyacak şekilde inşa edilmesi gerekiyor ve Mars üslerindeki yaşam alanlarını korumak da buna dahil. Bunu nasıl yapacağımızı görelim.

İlgili yazı: Sağlıklı Bebek Doğurmanın Yeni Yolu Poligenetik

 

Apollo Ay astronotları

Her şey 7 Ağustos 1972 günü başladı ve büyük çaplı bir güneş püskürtüsü uzaya ölümcül radyasyon yaydı. Neyse ki Apollo 16 astronotları Dünya’ya döneli 5 ay olmuştu; ama radyasyona yolda yakalansalardı, kapsülün metalik duvarlarının koruyucu etkisine rağmen ileriki yıllarda kansere yakalanma riskiyle karşılayacaklardı.

Güneş püskürtüleri uzaya radyoaktif parçacıklar yaymıyor; ancak yaydığı parçacıklar insana çarparsa DNA’ya zarar veriyor. Ayrıca uzay gemisinin atomlarının çok düşük düzeyde de olsa radyoaktif olmasına yol açabiliyor.

Buna ek olarak Güneş’in aniden parlaması uzayda seyrek gaz atomlarının da hız kazanarak astronotlara çarpmasına neden oluyor.

İlgili yazı: Dünyanın Sekizinci Kıtası Zelandiya İle Tanışın

 

En basit çözüm erken uyarı

En iyi çözüm Güneş’i teleskop ve uydularla gözlemleyerek Güneş püskürtülerini anında görmek. Ardından da uzay gemisini geri çağırmak veya uzay istasyonundaki astronotları istasyonun en korunaklı yerine geçmeleri için uyarmak.

Her ne kadar güneş ışığı Dünya’ya 8 dakikada ulaşsa da güneş püskürtüleriyle uzaya yayılan radyasyonun en tehlikeli kısmı olan yüksek hızlı protonların bize ulaşması daha uzun sürüyor.

Yine de erken uyarı yeterli değil; çünkü Ay ve Mars’a giden astronotları yoldan çeviremeyiz. Bu yöntemle ancak uzay istasyonundaki insanları Dünya’ya çağırabiliriz.

İlgili yazı: NASA Trappist-1 Sisteminde 7 Yeni Dış Gezegen Keşfetti

 

Asıl tehlike protonlar

En şiddetli güneş püskürtülerini saymazsak güneş fırtınaları genellikle X-ışınlarına yol açıyor. Şansımıza hastanede röntgen çekmeye yarayan X-ışınları, gama ışınları kadar güçlü ve zararlı değil. Ancak, gama ışınları konusunda da şanslıyız; çünkü gama ışınları bize ulaşana kadar uzayda 150 milyon km yol alıyor.

Gama ışınları uzak mesafeleri aşarken enerji kaybediyor ve zayıflıyor. Böylece uzay istasyonu Güneş’ten gelen radyasyonun büyük kısmını kesiyor. Astronotlar işte bu yüzden her güneş fırtınasında Dünya’ya geri dönmek zorunda kalmıyor ve yılda sadece 150 mSv radyasyon alıyorlar.

Mars ise Güneş’e Dünya’dan daha uzak ve Mars’a giden uzay araçları Güneş’ten uzaklaştığı için güneş püskürtülerinden gelen radyasyona karşı daha iyi korunuyor. Öte yandan bu mantık kozmik ışınlar için geçerli değil.

İlgili yazı: Çoklu Evren: En Yakın Komşu Evren Nerede?

 

Evrensel tehlike

Kozmik ışınlar Güneş Sistemi’nin dışındaki radyasyon kaynaklarından geliyor ve tıpkı güneş rüzgarı gibi, büyük ölçüde yüksek enerjili parçacıklardan, özellikle de hızlı protonlardan oluşuyor.

Atom çekirdeklerini oluşturan protonlar gama ışınları ve nötronlardan sonra en tehlikeli radyasyonu üretiyor; çünkü bunlar uzay gemisinin gövdesini oluşturan atomların arasından geçip insanlara ulaşıyor.

Kozmik ışınlar ışık hızına yakın hızda giden parçacıklardan oluşuyor ve bunların küçük bir kısmı helyum ve hatta çok daha ağır olan uranyum çekirdeklerinden oluşuyor. Ağır çekirdekler Evren’de seyrek olsa da insanlar için büyük risk oluşturuyor.

Bunlar uzay gemisine çarpınca parçalanıyor ve astronotların hemen yanı başında tehlikeli ek radyasyona yol açıyor.

İlgili yazı: Kozmik ışınlar Bilgisayar ve Telefonları Nasıl Bozuyor?

 

Öyleyse zırhlı uzay gemisi yapalım?

Yapamayız. İyi bir zırh için en az 1 metre kalınlığında kurşun kullanmak lazım. Böyle bir uzay gemisi yerden kalkamayacak kadar ağır olur. Uzayda inşa etsek bile hızlanmak için çok yakıt gerekir. En iyi çözüm protonları ve diğer atom çekirdeklerini kendi boyunda parçacıklarla çarpıştırarak durdurmak.

Su tankı kullanalım

Hidrojen atomları tek bir proton ve elektrondan oluşuyor. Astronotların içme suyu da iki hidrojen ve bir oksijen atomundan meydana geliyor (H₂O). Öyleyse kozmik ışınları oluşturan protonları durdurmanın en iyi yolu su tankı kullanmak diyebiliriz:

Örneğin, Mars’a gidecek uzay gemisinin içinde halka şekilli su tankları dizebiliriz. Bunların ortasını boş bırakır ve sığınak olarak kullanırız. Astronotlar tehlikeli güneş püskürtüleri sırasında bu sığınağa girerler.

Elbette uzaydaki kozmik ışın yoğunluğunu Dünya’dan ölçemeyiz; ama uzay gemisine Geiger cihazı koyarak gelen radyasyonu anlık olarak ölçebiliriz ve kozmik ışınlar şiddetlendiği zaman astronotlar yine sığınağa girerler.

Yalnız bir sorun var: İnsanlar bu suyu içecek, bununla yıkanacak ve hatta yemek pişirecekler. Kısacası suyu geri dönüşümle kurtarmak gerekecek. Yine de su 6 ay içinde azalacak. Uzay gemisine ekstra su koymak gemiyi ağırlaştıracağı için sorun çıkaracak.

İlgili yazı: SpaceX Şirketi Ay’a İnsan Gönderecek

 

Peki ne yapabiliriz?

Plastik poşetleri polietilenden üretiyoruz ve polietilen hidrojen atomları içeriyor. Kısacası plastik poşetleri çöp öğütücüsünde sıkıştırarak sığınağın duvarlarını plastik atıklarla kaplayabiliriz. Bu yöntem Mars’ta yeraltı evleri inşa edene kadar yüzeyde yaşayacak olan astronotları radyasyondan korur.

Aslında uzay giysilerinin içini nispeten ince olan plastik bir zırhla kaplayabiliriz. Yine de Virginia, Hampton’da bulunan NASA Langley Araştırma Merkezi’nden malzeme bilimci Sheila Thibeault’un dediği gibi, “Elimizde polietilenden üretilen ideal bir plastik zırh yok”.

NASA bunun için hidrojene boron nitrürden yapılan özel nanotüpler (BNTT) üretiyor. Metrenin milyarda biri kalınlığındaki mikroskobik tüpler tıpkı koyun yünü gibi içi boş kıllardan ve özünde karbon, boron ve azot atomlarından oluşuyor. Nanotüplerin içinde hidrojen atomları bulunuyor.

Hidrojen güneş fırtınası ve kozmik ışınlardan gelen proton radyasyonunu kesiyor. Boron da yüksek enerjili parçacıkların uzay gemisine çarpıp aracı radyoaktif hale getirmesini önlüyor; çünkü çarpışma sırasında ortaya çıkan ikincil nötronları emiyor ve bunların diğer atomları parçalamasını engelliyor.

İlgili yazı: Kuantum Bilinç: İnsan Beyni Kuantum Bilgisayar mı?

 

Toparlayacak olursak

NASA araştırmacıları Mars-Ay üsleri, uzay gemileri, uzay giysileri, uzay araçları ve uzay istasyonlarını BNTT’den üretilen ince ve hafif radyasyon zırhlarıyla kaplamak istiyor. Elbette Ay ve Mars’ta ömür boyu yaşamak için evleri yeraltında inşa etmek ve üstüne toprak atmak gerekiyor.

Ancak, bu evlerin kemik gibi gözenekli duvarlarını BNTT içeren malzemeler kullanarak 3D printerda basarsak insanların uzayda güvenle yaşamasını sağlarız. Bu tür esnek ve dayanıklı malzemelerden üretilen AstroRad zırhı, astronotları radyasyondan korumak için çok kullanışlı bir alternatif sunuyor.

AstroRad