Vücudumuz ve Beynimiz Mars’a Yolculuğa Hazır mı?

İnsanlar 2035 yılından itibaren Mars’a gidecekler. Peki beynimiz ve vücudumuz yerçekimsiz yüksek radyasyon ortamında gidiş-dönüş 12 ay sürecek bu yolculuğa hazır mı? Kemik ve kas erimesinden beyinle gözlerin şişmesine, hatta psikolojik sorunlara kadar insan türü derin uzaya ne kadar hazır? Sonuçta NASA uzay istasyonuna yolculuğun kanser riskini yüzde 3 artırdığını söylüyor.

Beynimiz için sağlıklı Mars yolculuğu

Teknolojik açıdan Mars’a gitmek için sadece 10 yıla ve 30 milyar dolara ihtiyacımız var. Gerisi para bulma ve politik iradeyi kullanma becerisi. Oysa zor olan Mars’a gitmek değil. Zor olan, uzayda sağlımızı yitirmeden yolculuk etmek; çünkü beynimiz ve vücudumuz yerçekiminde yaşamaya alışmıştır.

Mars yolculuğu ise yerçekimsiz ortamda gidiş-dönüş 12 ay sürecek. Ayrıca insanların, yerçekimi Dünya’nın sadece yüzde 38’i olan Mars’ta 6 ay kalması gerekecek. Bu süreçte kapalı odalarda ve hayata düşman bir çevrede depresyona girmeden, sakatlanmadan çalışmak zorunda kalacaklar.

Derin uzayda ve ozon tabakası ile manyetik alanı olmayan korumasız Mars yüzeyinde ayrıca kozmik radyasyona maruz kalacaklar. Bütün bunlar kalıcı kas ve kemik erimesinden beyinle gözlerin şişmesine, kalp hastalıkları ile erken bunamaya dek birçok sorun çıkaracak. Biz de beynimiz ile Mars’a yolculuğa ne kadar hazır olduğumuza bakalım. NASA zihin ve beden sağlığımızı koruyabilecek mi?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Beynimiz için önlem almak lazım

Düşünün ki mavi ışık sadece uykusuzluğa değil, aynı zamanda erken yaşlanmaya ve bazı araştırmalara göre kansere yol açıyor. Bunun nedeni, vücut ritmimizin Dünya atmosferinde sarı renkli olan güneş ışığına uyum sağlamış olması. Hatta bu risklerin ortaya çıkması için mavi ışığa direkt bakmamıza bile gerek yok. Ortam ışığı olarak maruz kalmamız yeterli.

Ben de yatarken telefonun şarj aletinin üstünü kapatarak mavi LED’i gölgeliyorum ki bu, Mars’a yolculuk ederken beynimiz ve vücudumuzun karşılaşacağız binlerce riskten yalnızca biridir. Bu yazıda ise en temel olanlara odaklanarak NASA’nın Mars astronotları için ne tür çözümler geliştirdiğine bakacağız. Bunun için de kalp-dolaşım siteminden başlayalım. Neden güçlü bir kalbimiz var?

Tamam, fil ve zürafa kalbi kadar olmasa da oldukça güçlü bir kalbimiz var; çünkü bizler yerçekimi ortamında dik yürüyen canlılarız ve kanın yerden ortalama 1,5 ila 1,8 m yukarıda olan başımıza çıkması gerekiyor. Vücutta en çok enerjiyi beyin tükettiği için (resmen şeker yakıyor) beynimizi kanla beslememiz önemli.

Kısacası insan türü yerçekimini yenerek vücudun bütün organlarına kan pompalamak için özel bir kalbe sahip olmuştur. Üstelik genellikle dik yürüyor olmamız da önemli. Örneğin, uzun süre oturduğunuzda vücut sıvıları bel bölgesinde birikiyor. Bu da kilo almaktan kalp-dolaşım rahatsızlıklarına kadar birçok riske yol açıyor. Dolayısıyla doktorlar bize egzersiz öneriyor.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Beynimiz uzayda iken zor

Oysa uzayda yerçekimi yok ve bu yüzden egzersiz yapmak da zor oluyor. Kalbimiz sanki yerçekimi bizi aşağı çekiyor gibi atarak başımıza kan pompalıyor. Bu yüzden yüzümüz, beynimiz ve hatta gözlerimiz şişiyor. Göz tansiyonu tehlikeli bir biçimde artabiliyor.

İnsanlar Dünya yörüngesindeki mikro yerçekimi ortamında 1 yıl kaldıklarında yüzde 12 ila 14 kas ve kemik kaybına uğruyor; çünkü vücut uzayda güçlü bir kas-iskelet sistemine ihtiyaç duymuyor. Üstelik kişinin bünyesine göre, uzayda geçirilen 1 yılda yüzde 2 oranında kalıcı kas-kemik görülebiliyor. Ağır egzersiz yapmak bile kas erimesini durdurmuyor.

Rekortmen astronotlar ise uzayda 1 yıldan uzun süre kalmış bulunuyor. Bunun da iki ölçüsü var: Uzayda aralıklarla kalış rekoru ve Dünya’ya inmeden uzayda kalış rekoru. İlk rekor 5 uzay seferiyle yörüngede toplam 879 gün kalan Rus kozmonot Gennady Padalka’ya aittir. Yine Rus kozmonot Valeri Polyakov da tek seferde uzayda 437 gün, 13 saat kalmıştır. NASA astronotu Scott Kelly’ye gelince:

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Beynimiz ve vücudumuzda kalıcı değişiklikler

Uluslararası Uzay İstasyonu’nun (ISS) NASA kontrolündeki kısmının 46. komutanı olan astronot Scott Kelly uzaya özellikle gönderildi. Amaç bir yandan Amerikalıların uzayda kalma rekorunu kırarken, diğer yandan da vücudunda gerçekleşecek değişiklikleri izlemekti. Sonuçta yeryüzünde Kelly’nin emekli astronot kardeşi Mark vardı ve hekimler ikisi arasındaki farkı karşılaştırmak istediler.

Sonuçta Scott Kelly, ISS’e 21 Aralık 2015’te çıkıp 2 Mart 2016’da Dünya’ya dönerek uzayda 342 gün kalmış oldu. Peki Kne oldu dersiniz? Bırakın sağlık sorunlarını, vücudunda genetik değişiklikler görüldü. Gerçi bunların hepsi de kötü değildi:

İlgili yazı: Öte gezegenlerin röntgenini nasıl çekiyoruz?

 

Beynimiz uzayda gençleşiyor mu?

Asal genetik yazısında belirttiğim gibi hücrelerimiz bölünürken DNA’yı kopyalar. Bu tür süreçler ve diğer mutasyonlarda, kromozom uçlarında bulunan telomerler, DNA’da meydana gelen genetik hataları düzeltmekte kullanılır ki yaşlanmanın bir sebebi de onarım malzemesi olan telomerlerin zamanla kısalmasıdır. Öyle ki hücrelerimiz bir saatten sonra DNA’yı yeterince onaramaz ve yaşlanırız.

Oysa Kelly’nin telomerleri tam tersine uzamıştı; ama Kelly Dünya’da döndükten sonra sadece iki gün içinde telomerler tekrar kısaldı. Bu da yerçekimsiz ortamın yaşlanmayı geciktirebileceği anlamına geliyor; ancak asıl ilginci şimdi başlıyor:

Scott Kelly’nin DNA’sının yüzde 7’si uzayda kalıcı değişikliğe uğradı. Bu değişiklikler ise bağışıklık sistemi, DNA onarımı, kemik oluşumu, kanda oksijen eksikliği ve kanda karbondioksit oranını kontrol eden genleri kapsıyordu. Neresinden baksanız bir ton kritik sağlık riski… Hiç olsun istemeyiz ama bu tür değişiklikler, Kelly’nin ileriki yaşlarda hastalanmasına yol açabilir.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Uzaya çıkmak ciddi iştir

Neyse ki insan vücudu yerçekimsiz ortama birkaç günde alışıyor ve yüz şişmesi gibi riskler azalıyor fakat geriye önemli bir risk kalıyor: Omurilik sıvısının neden olduğu şişkinlik.

Omurilik sıvısı besin maddelerini beyne taşıyor ve beyindeki atık maddeleri temizliyor. Ancak, uzaydayken bu sıvı beyincikte toplanıyor (beyincik bedenimizin yere düşmeden yürümesi ve bisiklet sürmesi gibi denge hareketlerini yönetir). Amerikalı nörologlar da emekli uzay mekiğinde 30 günden fazla kalan 7 astronot ile uzay istasyonunda 6 aydan fazla zaman geçiren 8 astronotu incelediler.

İşte bu da kötü bir sürpriz oldu: Omurilik sıvısının beyincikte toplanması beyni ve gözyuvarlarını sıkıştırarak deforme ediyordu. Sonuçta Uzay Uçuşlarıyla İlişkili Nörooküler Sendrom veya kısaca SANS adında nur topu gibi yeni bir hastalığımız oldu.

Bizler SANS’ın Mars’a gidecek astronotların sağlığını nasıl etkileyeceğini bilmiyoruz; ama adı üstünde, bir hastalık olduğu için kötü etkileyeceğini düşünüyoruz. Örneğin, SANS optik sinirleri sıkıştırıp körelterek körlüğe yol açabilir. Göz tansiyonunu artırıp göz kanamasına bağlı körlüğe de yol açabilir.

Beynimiz ve nokta felci

Tıpkı beyincikte nokta felci geçiren annemin başına geldiği gibi, insanın yürürken dengesini bozabilir (annem bu sorunu zaman zaman yaşıyor ve yürürken çok çabuk yoruluyor). İşin ilginci bu zararlı belirtiler uzaya ilk çıkan astronotlarda daha çok görülüyor. Sonra beynimiz ve vücudumuz yerçekimsiz ortama alışarak zararı kısmen telafi edebiliyor.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Beynimiz zamanla düzelir mi?

Öyleyse Mars’a gidecek astronotların beyninin uzayda vakit geçirdikçe düzeleceğini düşünebiliriz; ama işi şansa bırakmamak için beyinde iyileşmeyi teşvik edecek ilaçlar da geliştirmeliyiz. Bunu çözmek zorundayız! Çözmeden kızıl gezegene gidemeyiz ve neden derseniz:

Mars’ın yerçekiminin Dünya’nın yüzde 38’i olması ilk bakışta yerçekimsiz ortamdan iyi gelebilir. Ancak, tıpkı Dünya Atletizm Şampiyonası kapsamında bugünlerde Doha’da yarışan atletlerin başına geldiği gibi; Dünya yerçekiminden yerçekimsiz ortama ve Mars yerçekimine geçiş, terli vücutla klimalı odaya geçmek benzeri bir etkiye de yol açabilir. Kısacası Mars yerçekimi de insan sağlığını bozabilir:

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Beynimiz ve kozmik radyasyon

Yerden yaklaşık 400 km yüksekte dönen uzay istasyonu, Güneş’in kanserojen morötesi ışınlarını kesen ozon tabakasının çok üzerinde kalıyor; ama uzaydan gelip de içlerinde en tehlikelisi olan kozmik radyasyona karşı Dünya’nın manyetik alanıyla korunuyor.

Kozmik radyasyon, mavi devler gibi Güneş’ten daha enerjik olan yıldızlar tarafından yayılan protonlar (hidrojen çekirdeklerine eş), alfa parçacıkları (helyum 4 çekirdeklerine eş) ve yüksek hızlı elektronlardan oluşuyor. Bizler de radyasyonu görünmez bir zehirli gaz gibi düşünüyoruz; ama aslında atomaltı parçacıklardan oluşan mikroskobik mermi yağmuru gibi düşünmeliyiz.

Sonuçta bu parçacıklar Dünya’nın manyetik alanı tarafından saptırılmadıkları uzay yolculukları sırasında uzay gemisi gövdesinden geçip vücudumuzu deliyor. Küçük oldukları için bu darbeleri hissetmiyoruz; ama kozmik radyasyon DNA şeritlerini koparabiliyor. Bu da vücutta DNA onarımını tetikliyor. Ancak, DNA’nın kopan uçları yanlış bağlanırsa kanserojen genler ortaya çıkabiliyor.

Kozmik ışınları oluşturan parçacıklar vücuda ışık hızına yakın hızlarda giriyor. Kanserojen etki bir yana, bunlar beynimiz içinde küçük yaralar açıyor. Bu yaraların içinde protein molekülleri birikerek plaklar oluşturuyor. Mısır gevreği veya balık puluna benzeyen bu plaklar da nöronları birbirine bağlayan iletişim hatlarını boğarak erken bunama gibi hastalıklara neden olabiliyor.

Radyasyon riski yaşlandıkça azalıyor

Sonuçta yaşlandıkça hücre bölünmesi yavaşlıyor, bu da kanserojen hücrelerin kontrolsüz bölünme riskini azaltıyor. Nitekim kanser birikimli bir hastalıktır ve hücreler metastaz yapan tümörler geliştirmeden önce çok sayıda zararlı mutasyon geçirir. Yaşlı insanların ise ölümcül kanser geliştirecek zamanı kalmıyor. Örneğin, anneannem 82’sinden sonra meme kanseri olmuş ve basit bir ameliyatla iyileşmişti. Oysa Mars’a genç astronotlar gidecek ve onları radyasyon zırhıyla korumak gerekecek.

İlgili yazı: Biyonik Böbrek ile Diyaliz Derdine Son

 

Beynimiz için gerçek risk uzaydır

Mars yüzeyi de çıplak ve radyasyona karşı korumasız. Mars’ta manyetik alan ve ozon tabakası yok. İnce atmosferin de koruyucu perde olması imkansız. Öte yandan, Mars’ta yeraltında yaşayarak veya evleri yarı gömüp üzerini toprakla örterek kendinizi radyasyondan koruyabilirsiniz.

Oysa astronotlar toplam 12 aylık Mars yolculuğunda korumasız kalacaklar. Bunu önlemenin de iki yolu var: En kesin yol Mars’a sadece 2 ayda gidebilen nükleer termal roketler geliştirmek. Zaten kayda değer bir riske yol açmadıkları halde, sırf kamuoyunu nükleer savaşla korkuttukları için nükleer motora da düşman eden politikacılar cesaret edebilse nükleer roketler çoktan kullanıma girmişti.

İkinci yol ise uzay gemisindeki astronotları zırhlı giysiler veya radyasyona dayanıklı acil durum sığınıklarıyla korumaktır. Oysa bunlar güneş fırtınaları gibi akut radyasyon zehirlenmelerine karşı koruma sağlıyor (radyasyon zırhını da spermler ve yumurtalar zarar görmesin diye belinize takıyorsunuz). Oysa kronik düşük düzeyli nötron radyasyonu direkt beyninize işliyor.

Araştırmacılar bunun nöronlar arasındaki sinyal alışverişini azalttığını buldular. Nitekim kobay fareler düşük düzeyli nötron radyasyonuna maruz kaldığında öğrenme güçlüğü, bellek kaybı ve yüksek stres gibi sorunlar yaşamaya başladılar. Peki teknolojik çözümler yok mu?

İlgili yazı: Çernobil Nükleer Reaktörü Neden Patladı?

 

Yapay manyetik alan

NASA buna karşı yüksek oranda hidrojen ve bor içeren radyasyon zırhları geliştirmeye başladı (bunlar ağır su ve bor kontrol çubukları örneğinde olduğu gibi nükleer reaktörleri de kontrol etmekte kullanılır). Ayrıca yeterince enerji üretebildiğimiz takdirde (uzayda nükleer reaktör şart!) uzay gemilerini kendi güç alanlarıyla, yapay manyetik alanla koruyabiliriz. Böylece radyasyonu önleriz.

Diğer sorun ise astronotların uykusunu alması. Sonuçta Dünya’da gece-gündüz döngüsü var ve bu da vücudumuzdaki sirkadyen ritmi etkileyerek genellikle geceleyin uykumuzun gelmesini sağlıyor. Gececi olsanız bile uyku-uyanıklık haliniz oluyor.

Oysa uzayda bırakın 8,5 saati (sağlıklı yetişkinlerde ideal uyku uzunluğu), 6 saat uyumak bile zor; çünkü uzayda gece-gündüz yok. Dahası uykumuz biraz da ışığın dalga boyuna bağlı. Mesela sabah güneşi daha çok mavi ışık saçtığı için sizi hemen uyandırıyor (yani uyanmak için perdeleri açın). Akşam vakti ise kırmızıya kayan ışık bedeninizde gece döngüsünü tetikliyor.

Astronotlar ise ışığı kapatsalar bile jet gecikmesine bağlı kalıcı uykusuzluk yaşayabilirler. Bunun için uykularının kaçmasına da gerek yok. Derin uykuya dalmakta güçlük çekmeleri yeterli ki küçücük uzay gemisinde sessizce uyumak için çok zorlanacaklar.

İlgili yazı: Yıldızlara Doğru Filmi Ne Kadar Gerçekçi?

 

Beynimiz için yapay güneş ışığı

Milletin ayağınızın altında dolaşması bir yana, uzayda kompresörler gibi yüksek sesli makineler olacak. Uzay istasyonunun ne kadar gürültülü olduğunu bilseniz şaşarsınız; yani Yıldız Gemisi yapmak yetmez. Sessiz Yıldız Gemisi de yapmak lazım ki en iyi çözüm sarı güneş ışığı yayan LED lambalar kullanmak. Astronotlar uzay istasyonunda LED kullanmaya başladılar ve sıra uzay gemilerine geldi.

Peki Mars’a giden insanlar nasıl yaşacaklar, nasıl oksijen ve su üretecekler? Peki ya Mars’ı dünyalaştırmayı ve karbondioksit sorununu çözmeyi başaracaklar mı? Bunun için nükleer enerji kullanacaklar mı?

Sonuç olarak Mars’ta bulunan metan hayat izi olabilir mi ve biz Salda gölünü betonlaşmadan koruyarak uzayda hayat arayışına nasıl katkıda bulunabiliriz? Siz de Türkiye’de havaların soğumak üzere olduğu şu günlerde sağlığınıza dikkat edin ve bilimin ışığından ayrılmayın. Keyifli okumalar.

Uzay yolculuklarının tehlikeleri

¹Spaceflight-Associated Brain White Matter Microstructural Changes and Intracranial Fluid Redistribution
²Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome (SANS)
³Space radiation risks to the central nervous system
⁴How ionising radiation damages DNA and causes cancer
⁵New Concerns for Neurocognitive Function during Deep Space Exposures to Chronic, Low Dose-Rate, Neutron Radiation
⁶On-orbit sleep problems of astronauts and countermeasures
⁷What’s in a Color? The Unique Human Health Effects of Blue Light
⁸Effects of Filtering Visual Short Wavelengths During Nocturnal Shiftwork on Sleep and Performance