NASA Astronotu Frank Rubio, 371 gündür yaşamakta olduğu Memleketler arası Uzay İstasyonu’na (ISS) nihayet veda etti ve Dünya’ya döndü. Rubio bu sayede “tek seferde uzayda en uzun mühlet vakit geçiren Amerikalı” unvanını da elde etti. Bu rekor daha evvel 355 gün uzayda kalan Mark Vande Hei’a aitti.
Aslına bakılırsa Rubio, bu rekoru biraz baht yapıtı kırdı. Kendisini ve beraberindeki Rus kozmonotlar Sergey Prokopyev ve Dmitri Petelin’i Dünya’ya getirecek olan uzay aracında yaşanan soğutucu sızıntısı nedeniyle başlangıçta 180 gün olarak planlanan misyon mühleti, Mart ayında alınan bir kararla uzatıldı. Rubio, bu süreçte Dünya yörüngesini toplam 5.963 defa döndü, 253,3 milyon kilometre seyahat yaptı.
Ancak tek seferde uzayda en uzun müddet vakit geçiren kişi rekoru hala Rus kozmonot Valeri Polyakov’da. Polyakov, 1990’ların ortalarında Mir Uzay İstasyonu’nda 437 gün geçirmişti.
Soyuz MS-23 uzay aracıyla Dünya’ya dönen Rubio, Prokopyev ve Petelin, Kazakistan’ın Jezkazgan kasabası yakınlarına indi. ISS’te mikro yerçekimi ortamında geçirdikleri vaktin bedenlerinde yaptığı tesir nedeniyle, astronotlar uzay aracından taşınarak çıkarıldı.
Rubio’nun uzayda geçirdiği 371 gün, insanların uzun süren uzay uçuşlarından nasıl etkilendiği ve yaşanabilecek meselelerle nasıl başa çıkılabileceği konusunda kıymetli datalar sağlayacak. Zira Rubio, uzayda hudutlu sayıdaki aletle sistemli idman yapmanın insan bedenini nasıl etkilediğini ölçen bir araştırmaya katılan birinci astronot.
Bu bilgiler önümüzdeki devirde yapılması planlanan ve Güneş Sistemi’nin uzak noktalarını hedefleyen yeni seyahatler için çok kritik. Örneğin şu anki planlarla Mars’a yapılacak bir seyahatin 1.100 gün (yani 3 yıldan fazla) sürmesi planlanıyor. Bu seyahatte kullanılacak olan araç ISS’ten çok daha küçük olacak. Bu da daha küçük ve hafif antrenman aletlerine muhtaçlık olduğu manasına geliyor.
Peki, idman sıkıntıları bir yana, uzayda vakit geçirmek insan bedenine nasıl tesirler yapıyor? Bilim insanlarının açıklamaya çalıştığı bu değişimlere teker teker bakalım…
KASLAR VE KEMİKLER
Yerçekiminin uzuvlarımızı daima aşağı çeken tesiri uzayda olmadığından, kas ve kemik kütlesi kısa mühlet içinde azalmaya başlıyor. En fazla etkilenenler de postürümüzü sağlayan sırt, boyun, baldır ve kuadriseps kasları oluyor. Yerçekiminin düşük olduğu ortamlarda Dünya’daki kadar sıkı çalışmayan bu kaslarda atrofi yaşanıyor. Uzayda geçirilen iki haftanın akabinde yüzde 20’ye kadar düşüşlerin görüldüğü kas kütlesinde, 3 ila 6 aylık daha uzun misyonlarda yüzde 30 civarında kayıp kaydediliyor.
Dahası astronotlar iskeletlerini Dünya üzerinde olduğu kadar çok mekanik zorlanmaya tabi tutmadığından, kemikler de demineralize olmaya ve gücünü kaybetmeye başlıyor. Astronotlar uzayda geçirdikleri her ay kemik kütlelerinin yüzde 1-2’sini yitiriyor. 6 aylık bir misyonda kayıp yüzde 10’u buluyor. (Bu yaşlanan insanlarda görülen kemik kaybına benzeri bir süreç.) Bu da hem kemiklerin kırılma riskini azaltıyor hem de düzgünleşme müddetlerini uzatıyor. Bir kemiğin olağan kütlesini geri kazanması 4 yılı bulabiliyor.
Soldan sağa Frank Rubio, Sergey Prokopyev ve Dmitri Petelin
Bu kayıplarla gayret etmek için astronotlar ISS’te yörüngedeyken her gün 2,5 saat idman yapıyor. Squat, yük kaldırma, kürek çekme ve bench press’ten oluşan bu idmanlara yürüme bandı ve kondisyon bisikleti idmanları ekleniyor. Dahası astronotlar kemiklerini mümkün olduğunca sağlıklı tutmak için besin destekleri de alıyor.
Ancak yakın vakitte yapılan bir araştırma, bu ağır antrenmanların bile kas işlevinin ve kütlesinin kaybını önlemeye kâfi olmadığını gösterdi. Araştırmada direnç idmanları ve yüksek yoğunluklu aralık idmanlarının tesirinin test edilmesi gerektiği sonucuna varıldı.
Yerçekiminin astronotların bedenlerini aşağı çekmemesi, ISS’te kaldıkları süreçte uzunluklarının da biraz uzaması manasına geliyor. Zira yerçekimsiz ortam omurgayı uzatıyor. Bu durum uzaydayken sırt ağrılarına, Dünya’ya döndükten sonra da disk kaymalarına yol açabiliyor.
AĞIRLIK KAYBI
Yörüngede tartı kavramı anlamsızlaşıyor zira mikro yerçekimi bir yere bağlı olmayan her şeyin, ISS’in içinde serbestçe dolaşması manasına geliyor. Buna astronotların vücutları de dahil.
Ancak tekrar de insanların sağlıklı bir kiloda kalmaları uzayda değerli bir sorun. NASA astronotlara besleyici yiyecekler sunmak için çalışsa da uzay yemeklerinden etkilenmemek mümkün değil.
Bunun en çarpıcı örneklerinden biri Scott Kelly olmuştu. Uzun vadeli uzay seyahatlerinin insan sıhhati üzerindeki tesirlerine yönelik en uzun soluklu çalışmanın deneği olan Kelly, ISS’te 340 gün kalmış ve beden kütlesinin yüzde 7’sini kaybetmişti.
Astronotlar Scott Kelly ve Terry Virts, ISS’te göz muayenesinde
GÖRME DUYUSU
Dünya’dayken yerçekimi bedenimizdeki kanın aşağı inmesini kolaylaştırırken kalp de kanı yine üst pompalıyor. Lakin uzayda beden kısmen şartlara ahenk sağlasa da bu süreç karışıyor. Başta olağanda toplanacağından daha fazla kan toplanıyor. Bu sıvının bir kısmı gözün art tarafında ve optik sonun etrafında birikiyor ve ödem oluşumuna neden oluyor. Bu da görüş sertliğini azaltıp beğenilen yapısal değişikliklere neden olabiliyor.
Bu değişiklikler, uzayda geçen 2 haftanın akabinde bile ortaya çıkabiliyor lakin müddet uzadıkça risk de artıyor. Görme duyusunda yaşanan değişimlerin bir kısmı astronotların Dünya’ya geri dönüşünün akabinde bir yıl içinde aksine dönebiliyor lakin vakit zaman kalıcı tesirler de yaşanıyor.
Galaktik kozmik ışınlara ve güç yüklü Güneş partiküllerine mazur kalmak da göz sıkıntılarına neden olabilir. Dünya’nın atmosferi bizi bu tesirlerden koruyor lakin ISS’e ayak basılan andan itibaren bu muhafaza ortadan kalkıyor. Uzay araçları çok radyasyonu uzak tutmaya yarayan kalkanlarla donatılıyor lakin ISS’teki astronotlar geçmişte, kozmik ışınların ve Güneş partiküllerinin retinalarına ve optik sonlarına çarpması sonucu gözlerinde ışık parlamaları gördüklerini bildirmişti.
NÖRAL KAYMALAR
Yukarıda da dediğimiz üzere, Scott Kelly ISS’te 340 gün geçirdi. Bu süreçte Kelly’nin bilişsel performansında çok hudutlu değişiklik oldu ve Dünya’daki ikizinden ayrışmadı. Ancak Dünya’ya indikten 6 ay sonra, bilişsel performansının suratında ve isabetliliğinde azalma yaşandı. Bunun sebebi net değil fakat beynin Dünya’daki yerçekimine ve ömür usulüne yine ahenk sağlamasından kaynaklı olabileceği iddia ediliyor.
2014 yılında ISS’te 169 gün geçiren bir Rus kozmonot üzerinde yapılan bir öteki çalışma da, beyinde yörüngedeyken birtakım değişiklikler olduğunu ortaya koydu. Örneğin beyinde motor işlevlerle (yani hareketlilikle) alakalı bölgelerdeki nöral bağlanırlık seviyelerinde değişimler tespit edildi. Birebir formda taraf bulma, istikrar kurma ve kendi hareketlerimizi algılamada kıymetli rol oynayan vestibüler kortekste de değişimler olduğu anlaşıldı.
Bu değişimlerin sebebi uzaydaki yüksüz ortam olabilir. Çünkü yerçekimsiz ortamda astronotlar verimli bir biçimde hareket etmeyi ve aşağı ya da üst kavramlarının olmadığı bir ortama ahenk sağlamayı en baştan öğreniyor.
Daha yakın tarihli bir araştırma, uzun müddetli uzay misyonlarının beynin yapısında yarattığı öteki değişimlere dair telaş verici sonuçlar ortaya koydu. Buna nazaran, beyinde serebrospinal sıvının depolandığı, beyne besin sağlama ve atıkları ortadan kaldırma görevini gören sağ lateral ventrikül ve üçüncü ventrikül ismi verilen oyukların büyüyebildiği ve olağan ölçülerine dönmesinin üç yılı alabildiği anlaşıldı.
Astronotların ISS’te geçirdikleri müddet uzadıkça, sıhhat sorunu yaşama riskleri de artıyor
FAYDALI BAKTERİLER
Sağlıklı bir bünyenin en kıymetli anahtarlarından birinin bedenimizin içinde ve üzerinde yaşayan yararlı bakterilerin çeşitliliği olduğunu artık hepimiz biliyoruz. Mikrobiyota ismi verilen bu bakteriler topluluğu, besinleri nasıl sindirdiğimizden bedenimizdeki inflamasyon seviyelerine hatta beynimizin nasıl çalıştığına kadar birçok şeye tesir ediyor.
Scott Kelly’i ISS’ten döndükten sonra inceleyen araştırmacılar, bağırsaklarında yaşayan bakteri ve mantarların büyük değişime uğradığını gördü. Bu aslında çok da şaşılacak bir durum değil zira Kelly uzayda Dünya’dakinden farklı formda besleniyor ve bulunduğu ortamı farklı şahıslarla paylaşıyordu. (Bağırsaklarımızdaki ve ağzımızdaki mikroorganizmaların çok büyük bir kısmını yakın etrafımızdaki bireylerden alıyoruz.)
Ancak radyasyona maruziyet, daima geri dönüştürülmüş su kullanmak ve fizikî aktivitedeki değişiklikler de bu bağlamda rol oynuyor olabilir.
DERİ
Uzayda 300 günden fazla vakit geçirmiş NASA astronotlarının sayısı halihazırda beş oldu fakat yörüngede olmanın cilde tesirlerini konusundaki en değerli kaynak hala Scott Kelly…
Kelly, ISS’ten döndükten sonraki altıncı günde yapılan incelemede, cildindeki hassasiyetin arttığı ve bir döküntü oluştuğu görüldü. Araştırmacılar bu şikayetlerin altında uzay misyonu sırasında deride uyarılmanın hudutlu oluşunun yatıyor olabileceği yorumunu yaptı.
Scott Kelly (solda) ile Dünya’da kalan ikizi Mark ortasındaki kıyaslamalar bilim beşerlerine değerli bilgiler sundu
GENLER
Scott Kelly’nin uzayda geçirdiği 340 günün en fazla etkilediği şeylerden biri genleriydi.
DNA’yı oluşturan helezon halindeki dizilerin uçlarında telomer ismi verilen yapılar bulunuyor. Telomerlerin hedefinin genlerimizi hasardan muhafazaya yardımcı olduğu düşünülüyor. Beşerler yaşlandıkça telomerleri kısalıyor.
Kelly ve başka astronotlar üzerinde yapılan çalışmalar, uzay seyahatlerinin, telomerlerin uzunluğunu etkilediğini ortaya koydu. Kelly ve ikizini inceleyen takımdaki araştırmacılardan Susan Bailey, “En çarpıcı olan uzay uçuşu esnasında kayda kıymet derecede daha uzun telomerler görmekti” dedi.
Colorado State Üniversitesi’nde çevresel ve radyolojik sıhhat alanında çalışan Bailey, yalnızca Kelly’i değil altı aylık bir devirde daha kısa misyonlara katılan 10 öbür astronotu da inceledi. Bailey elde ettikleri sonuçları şöyle özetledi: “Tüm mürettebat üyelerinde Dünya’ya dönüşün akabinde telomer uzunluklarının süratle kısaldığını görmek de şaşırtıcıydı. Uzun vadeli sıhhat durumları ve yaşlanma süreçleri bağlamında konuşursak, astronotların uzay uçuşu sonrası telomerleri, öncesine kıyasla çok daha kısaydı.”
Bailey telomer uzunluklarındaki bu değişimin kesin sebebinin hala araştırıldığını belirterek, “Elimizde kimi ipuçları var. Fakat uzayda 1 yıl geçiren Rubio üzere astronotlardan elde edilecek bilgiler, bu reaksiyonun ve yaratacağı potansiyel sonuçların anlaşılması için kritik ehemmiyete sahip olacak” diye konuştu.
Olası açıklamalardan biri uzayda karmaşık bir radyasyon karışımına maruz kalıyor olmak. Bailey’nin dediğine nazaran, yörüngede uzun vadeli radyasyon maruziyeti yaşayan astronotlarda, DNA hasarı işaretleri görülüyor.
Kelly’nin gen sözünde yaşanan birtakım değişimler de uzay seyahatiyle ilişkilendirildi. (Gen tabiri, genlerde kodlanmış bilginin protein üzere fonksiyonel moleküllerin sentezlenmesinde kullanılması olarak tanım ediliyor.) Bu değişimlerin kimileri bedenin DNA hasarına, verdiği karşılıkla, kemik oluşumuyla ve bağışıklık sisteminin gerilime verdiği yansılarla alakalıydı. Lakin bu değişimlerin değerli bir kısmı Kelly’nin Dünya’ya dönüşünden sonraki 6 ayda olağana döndü.
BAĞIŞIKLIK SİSTEMİ
Scott Kelly, uzay seyahatinin öncesinde, esnasında ve sonrasında bir dizi aşı oldu ve bağışıklık sisteminin olağan çalıştığı görüldü. Ancak Bailey’nin araştırmalarında birtakım astronotların beyaz kan hücresi sayılarında azalma yaşandığı, bunun da yörüngede maruz kaldıkları radyasyon dozuyla paralel olduğu anlaşıldı.
Ancak uzay seyahatinin beşerler üzerindeki tesirlerine dair hala cevaplanmamış birçok soru bulunuyor. Rubio uzayda geçirdiği 371 günün tesirlerini üzerinden atmaya çalışırken, araştırmacılar da kan testlerine ve taramalarına odaklanıp mümkün olduğunca fazla bilgiyi açığa çıkarmaya çalışacak.
BBC Future’ın “What does spending more than a year in space do to the human body?” başlıklı haberinden derlenmiştir.
