NASA’nın İnsan Araştırma Programı (HRP), 50 yılı aşkın bir müddettir uzayda insan bedenine ne olduğunu araştırıyor. Araştırmacılar öğrendiklerini, astronotları vazifeleri boyunca inançlı ve sağlıklı tutacak prosedürleri, aygıtları ve stratejileri tasarlamak için kullanıyor.

Astronotlar Dünya yörüngesindeki Memleketler arası Uzay İstasyonundan Ay’ın içindeki, etrafındaki ve ötesindeki derin uzay maksatlarına gerçek hareket ederken, uzay uçuşunun beşerler üzerindeki tesirlerini anlamak çok değerlidir . Artemis programıyla NASA , ay yüzeyini her zamankinden daha fazla keşfetmek için yenilikçi teknolojiler kullanarak birinci bayanı ve sonraki erkeği Ay’a indirecek, astronotları sağlıklı ve inançta tutarken yeni datalar toplayacak.

NASA, Ay ve Mars’ta uzun periyodik vazifeler planlarken, bedenin uzun vadeli uzay uçuşlarına nasıl reaksiyon verdiğini araştırmakla bilhassa ilgileniyor. Scott Kelly ve Christina Koch, uzay istasyonunda yaklaşık bir yılını uzayda geçiren birinci Amerikalı astronotlardı; bu da evvelki ortalamanın iki katıydı. Scott, Christina ve başka yedi astronot, tek bir uzay uçuşu sırasında uzayda 200 günden fazla vakit geçirdiler .
Scott, uzayda neredeyse bir yıl geçirmesinin yanı sıra, eşsiz İkizler Araştırması’na da dahil oldu . Scott, uzay istasyonunda çeşitli biyomedikal çalışmalara katılırken, tek yumurta ikizi olan emekli astronot Mark Kelly, karşılaştırma temeli sağlayan bir denetim konusu olarak Dünya’da kaldı.

Çalışma, kardeşi Mark ile karşılaştırıldığında Scott’ın fizyolojik ve ruhsal olarak başına gelenler hakkında kıymetli datalar sağladı. Bilime katkıları, araştırmacıların gelecek yıllarda kullanacakları bilgilerin üretilmesine yardımcı oldu.

NASA, uzay istasyonunda daha özel, daha uzun periyodik araştırmalar planlıyor. Çalışmaların, bedenin çeşitli uzun vakit dilimleri boyunca uzay uçuşu ortamında yaşamaya nasıl ahenk sağladığına ışık tutması bekleniyor ve bu, gelecekteki derin uzay vazifeleri için çok kıymetli olacak.

Uzayda bedene tam olarak ne olur ve riskler nelerdir? Altı ayını uzay istasyonunda geçiren astronotlarla yıllarca Mars misyonunda olmayan astronotların riskleri tıpkı mı?

Basit yanıt şudur: Hayır. NASA, Mars misyonlarına yönelik riskleri araştırıyor; bu riskler, insan uzay uçuşu tehlikesinin bedene neden olduğu gerilim etkenleriyle ilişkili olarak beş kümede gruplandırılıyor. Bunlar , Uzay Radyasyonu , İzolasyon ve Hapsedilme, Dünyadan Uzaklık, Yerçekimi Alanları ve Kapalı Ortamlarla özetlenebilir .

Uzay Radyasyonu

Dünya’da, gezegenin manyetik alanı ve atmosferi tarafından , uzay radyasyon ortamını oluşturan parçacıkların birçoklarından korunuyoruz . O denli olsa bile, yediğimiz yiyeceklerden soluduğumuz havaya kadar Dünya üzerindeki herkes her gün düşük seviyede radyasyona maruz kalıyor .
Uzayda astronotlar, Dünya’dakilerden farklı, çeşitli ve artan düzeylerde radyasyona maruz kalırlar. Uzay radyasyon ortamına üç ana kaynak katkıda bulunur: Dünyanın manyetik alanında hapsolmuş parçacıklar, Güneş’ten gelen güneş güçlü parçacıklar ve galaktik kozmik ışınlar.
Radyasyona maruz kalma riskinin azaltılmasındaki büyük zorluk, birtakım uzay radyasyon parçacıklarına (özellikle galaktik kozmik ışınlara) karşı korunmanın sıkıntı olmasıdır. Artan radyasyona maruz kalma, astronotların maruz kaldığı toplam radyasyon ölçüsüne ve bu maruziyeti deneyimledikleri vakit çerçevesine bağlı olarak hem kısa hem de uzun vadeli sıhhat sonuçlarıyla ilişkilendirilebilir.
Dünya üzerinde radyasyona maruz kalan insan popülasyonlarında kanser ve kalp hastalığı ve katarakt üzere dejeneratif hastalıkların riskinde artış gözlemlenmiştir. Astronotların uzayda radyasyona maruz kalmasından kaynaklanan sıhhat riskleri temel olarak uzun vadeli tesirlerden kaynaklanmaktadır.
Ek olarak, hayvan ve hücresel araştırmalar, uzay ortamındaki radyasyon çeşidinin, Dünya’da yaşanan radyasyona kıyasla sıhhat sonuçları üzerinde daha büyük bir tesire sahip olduğunu göstermektedir. Astronotlar sırf uzayda Dünya’dakinden daha fazla radyasyona maruz kalmayacak, tıpkı vakitte maruz kaldıkları radyasyon da artan riskler oluşturabilecek.
Uzay radyasyonuna maruz kalmanın sıhhat risklerini azaltmaya yönelik mevcut strateji , muhafaza, radyasyon izleme ve özel operasyonel prosedürlerin uygulanmasıdır. Tipik altı aylık uzay istasyonu misyonlarıyla karşılaştırıldığında, daha sonraki Ay ve Mars vazifeleri ortalama olarak çok daha uzun sürecek. Sonuç olarak, yaşanan toplam radyasyon ölçüsü ve buna bağlı sıhhat riskleri artabilir.
Astronotlarla ilgili popülasyonlardaki sıhhat risklerini kestirim etmek için radyasyona maruz kalan insan kümeleriyle ilgili çalışmalar da yürütülmektedir.

Tecrit

Uzay istasyonunda kalmak üzere seçilen keşif grupları, altı ila 12 aylık vazifeleri boyunca bir grup olarak faal bir biçimde çalışabilmelerini sağlamak için dikkatle seçiliyor, eğitiliyor ve destekleniyor. Ay yahut Mars misyonuna yönelik mürettebat, izole ve kapalı bir ortamda, sadece birkaç bireyle birlikte evvelki insanlardan daha uzaklara ve muhtemelen daha uzun müddet seyahat edecekleri için daha dikkatli bir kıymetlendirme, seçim ve hazırlık sürecinden geçecekler. Ek olarak, mürettebat muhtemelen memleketler arası ve çok kültürlü olacak, bu da kültürler ortası hassaslığı ve grup dinamiklerini vazife başarısı için çok değerli kılacak.
Astronotların kaliteli uyku almasını sağlamak da kıymetlidir; Aksi takdirde, iç biyolojik saatleri yahut sirkadiyen ritmi , farklı karanlık ve aydınlık döngüleri, küçük ve gürültülü bir ortam, uzun vadeli izolasyon ve hapsedilme gerilimi ve Mars’ta 37 dakikalık uzun bir gün üzere faktörler tarafından değişebilir.
Ağır iş yükleri ve vardiya programları olacağı göz önüne alındığında, astronotların uzay uçuşu sırasında yaşayabileceği yorgunluğa hazırlıklı olmak değerlidir. Mürettebat kasvetini önlemek için NASA, astronotların Mars’a yapılacak çok yıllık gidiş-dönüş seyahatleri sırasında katılacakları aktivite tiplerini kıymetlendiriyor.
Mürettebat üyeleri ortasındaki bağlantı ve anlayış, misyonun başarısı için hayati kıymete sahiptir ve vazife ilerledikçe moral ve motivasyonda değişiklikler mümkündür. Bu, vazife ne kadar sürerse sürsün, uyarımın azalması, sevdiklerinize duyulan hasret yahut Dünya’daki aile acil durumlarına yardımcı olamama hissi ile ilgili olabilir.
NASA’nın Dünya’daki uzay uçuşu analoglarını kullanan araştırması, sonlu ve izole tecrübenin hem mühletinin hem de cinsinin dikkate alınmasının değerli olduğunu ortaya çıkardı. Alan ne kadar kısıtlıysa ve etraf dışındaki beşerlerle ne kadar az temas varsa, insanların davranışsal yahut bilişsel rahatsızlıklar yahut psikiyatrik bozukluklar geliştirme mümkünlüğü da o kadar yüksektir.

NASA astronotları Jessica Watkins ve Bob Hines, mürettebatın Dünya’dan daha uzak keşif vazifelerinde ayakta kalmasına yardımcı olabilecek mahsul üretimini mümkün kılmayı amaçlayan bir bitki deneyi üzerinde çalışıyor.
NASA, yıllardır izole ve kapalı ortamlardaki insanları inceliyor ve mümkün problemleri ortadan kaldıracak sistemler ve teknolojiler geliştiriyor.
NASA bilim adamları, insanların ne kadar hareket ettiğini ve etraflarındaki ortam ışığının ne kadar olduğunu kaydederek uyku ve uyanıklığı değerlendirmeye ve düzgünleştirmeye yardımcı olan aktigrafi üzere aygıtlar kullanıyor. Işık Yayan Diyot (LED) teknolojisinin geliştirilmesiyle teşvik edilen yeni aydınlatma, astronotun günlük ritimlerini hizalamaya yardımcı olmak ve uykuyu, uyanıklığı ve performansı düzgünleştirmek için uzay istasyonunda kullanılıyor.
10 dakikalık bir kendi kendine uyanıklık ve dikkat testi, yorgunluğun performans üzerindeki tesirini kıymetlendirir. Astronotlar, hayal kırıklıklarını gidermek için inançlı bir yer olarak günlüklerde yazıyor ve araştırmacılara, tecrit ve hapsedilme içinde yaşayan ve çalışan mürettebat üyelerinin akıllarındaki davranışsal problemleri incelemek için bir araç sağlıyor.
Araştırmacılar tıpkı vakitte izolasyondaki mürettebatın ruh halini düzgünleştirmeye yardımcı olmak emeliyle rahatlatıcı ortamları simüle etmek için sanal gerçekliği kullanmayı da araştırıyor. Bir lisan öğrenmek yahut yeni tıbbi marifetler öğrenmek de dahil olmak üzere ilgili, manalı faaliyetlere katılmak, depresyonun önlenmesine ve moralin artmasına yardımcı olabilir. Mürettebat , taze bir yiyecek kaynağı sağlamanın ve havayı temizlemeye yardımcı olmanın yanı sıra, sıhhat açısından olumlu davranışsal yararlar sağlayabilecek bir uzay bahçesi bile oluşturabilir .
Araştırmacılar , mürettebat üyelerinin nispeten küçük bir uzay aracında birlikte kısıtlanacağı daha uzun vazifelerde ne kadar mahremiyet ve hayat alanına gereksinim duyulacağını araştırmak için Dünya tabanlı analogları kullanıyor . NASA ayrıyeten ferdî ve grup niteliklerini, kompozisyonu ve dinamikleri inceleyerek en güzel mürettebatı formüle etmeye yönelik stratejiler belirliyor .

Dünya’dan uzaklık

Uzay istasyonu Dünya’nın 240 mil üzerinde yörüngede bulunuyor. Ay, Dünya’ya uzay istasyonundan 1000 kat daha uzaktadır. Buna karşılık Mars, Dünya’dan ortalama 140 milyon mil uzaktadır. Mars’tayken tek istikametli 20 dakikaya kadar bağlantı gecikmesi nedeniyle astronotların, NASA’nın misyon denetiminin yardımı olmadan bir takım olarak meseleleri çözebilmeleri ve tahlilleri belirleyebilmeleri gerekiyor.
Bir bakkala yahut eczaneye erişimin olmadığı, çok yıllık bir seyahat için paketlenecek yiyecek ve ilaç cinslerinin de dikkate alınması değerlidir. Dünya’dan kargo uçuşlarıyla tertipli olarak materyal alan uzay istasyonu mürettebatının bilakis, Mars’a giden astronotların muhtaçlık duydukları tüm yiyecek, ekipman ve tıbbi materyalleri yanlarında getirmesi gerekecek.
NASA, uzayda vakit içinde ne çeşit tıbbi olayların meydana geldiğini ve ne tıp marifet, prosedür, ekipman ve materyale muhtaçlık duyulduğunu anlamak için uzay istasyonundaki beşerli uzay uçuşu tecrübesini kullanıyor.
Uzay istasyonu astronotları, uzay vazifeleri öncesinde ve sırasında, ortaya çıkan sıhhat sıkıntılarına nasıl müdahale edeceklerini öğreten tıbbi eğitim alıyorlar. Örneğin astronotlar, tıbbi uygulama için kullanılabilecek arıtılmış sudan intravenöz (IV) bir çözelti üretmek için yerleşik uzay istasyonu ekipmanını nasıl kullanacaklarını öğreniyorlar.
Mürettebat üyeleri ayrıyeten organ sıhhatini izlemek için birbirlerine ultrason taraması yapıyor. Mürettebat üyelerinden biri vazife sırasında hastalanırsa mürettebat, hakikat teşhisin konulmasına ve tedaviyi yönlendirmeye yardımcı olmak için laboratuvar testleri yapmaya hazırdır.
NASA, uzay aracı için , çeşitli hastalıkların teşhis ve tedavisine daha fazla yardımcı olmak için yapay zeka ve makine tahsilini kullanabilecek klinik karar dayanak araçlarının yeteneklerini etkinleştiren bir tıbbi bilgi mimarisi geliştirmek üzerinde çalışıyor . Araştırmacılar ayrıyeten sanal asistanların, mürettebatın daha uzak misyonlar için uzay uçuşu anormalliklerini süratli bir halde tanımlamasına ve bunlara cevap vermesine yardımcı olmak için oynayabileceği rolü de araştırıyor.
Ayrıca kurum, besinlerin stabil kalmasını ve besinin yıllarca kabul edilebilir kalmasını sağlamak için besin formülasyonu , sürece, paketleme ve müdafaa sistemlerini inceliyor ve geliştiriyor . Uzaya sağlam ilaçlar ve uzun vadeli vazifeler için ilaçların bütünlüğünü koruyan paketleme sistemleri, NASA’nın araştırmasının bir öbür kıymetli kısmını oluşturuyor.

Yerçekimi Alanları

Astronotlar Mars vazifesinde üç farklı yerçekimi alanıyla karşılaşacak. Gezegenler ortasındaki altı aylık seyahatte mürettebat yüksüz olacak. Mürettebat, Mars’ta yaşarken ve çalışırken, Dünya’nın yerçekiminin yaklaşık üçte birinde olacak. Nihayet konuta döndüklerinde mürettebatın Dünya’nın yerçekimine yine ahenk sağlaması gerekecek.
Bir yerçekimi alanından başkasına geçiş göründüğünden daha zordur. Uzaysal yönelimi, baş-göz ve el-göz uyumunu, dengeyi ve hareketi tesirler ve kimi mürettebat üyeleri uzayda hareket hastalığı yaşar.
Astronotların öbür bir gök cisminin yerçekimi alanına ahenk sağlaması nedeniyle Mars’a bir uzay aracı indirmek sıkıntı olabilir. Astronotlar, ağırlıksızlıktan yerçekimine geçiş yaparken, uçuş sonrası ortostatik intolerans yaşayabilirler; bu durum, ayağa kalktıklarında kan basıncını koruyamadıkları için, baş dönmesi ve bayılmaya yol açabilir.
NASA, Dünya’nın yerçekimi insan bedenini etkilemediği sürece, uzay uçuşu sırasında yük taşıyan kemiklerin ayda ortalama %1 ila %1,5 mineral yoğunluğunu kaybettiğini öğrendi . Dünya’ya döndükten sonra kemik kaybı rehabilitasyonla büsbütün düzeltilemeyebilir; fakat kırık riski daha yüksek değildir. Uygun diyet ve antrenman rutini olmadan astronotlar, mikro yerçekiminde kas kütlesini Dünya’da olduğundan daha süratli kaybederler.
Üstelik mikro yerçekiminde bedendeki sıvılar üste yanlışsız başa yanlışsız kayar, bu da gözlere baskı uygulayarak görme sıkıntılarına neden olabilir. Önleyici yahut karşı tedbirler uygulanmazsa mürettebat, dehidrasyon ve kemiklerden artan kalsiyum atılımı nedeniyle böbrek taşı geliştirme riskinde artışla karşılaşabilir.
NASA, yüksüz durumdayken ve Dünya’nın yerçekimine döndükten sonra bedenin nasıl değiştiğini tahlil ederek, bir Mars misyonu için bu değişikliklere karşı gözetici tedbirler geliştiriyor.
Yerçekimsel bir yüzeye inişten sonra istikrar denetiminin tespit edilmesine ve güzelleştirilmesine yardımcı olmak için işlevsel vazife testleri mevcuttur. Astronotların bilgisayar tabanlı aygıtlarla etkileşime girme yeteneğindeki değişiklikleri tespit etmek için ince motor marifet testi yapılır.
Görme değişiklikleriyle rastgele bir ilişkinin kıymetlendirilmesine yardımcı olmak için sıvıların bedendeki dağılımı yakından izlenir . Uyluklara takılan kompresyon manşetleri, bu sıvı değişimlerini önlemek için kanın alt ekstremitelerde tutulmasına yardımcı olur. Alt gövdeye yönelik bir negatif basınç aygıtı, sıvıların baştan bacaklara çekilmesine de yardımcı olabilir.
Bazı astronotların uzay uçuşu sırasında yaşadıklarını bildirdikleri sırt ağrısı, omurga ultrasonu alınarak izleniyor . Uçuş öncesinde ve sonrasında MR ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme teknikleri kullanılarak kas boyutu ve kemik yoğunluğundaki bozulma kıymetlendirilir. Mürettebat üyeleri, araştırmacıların uzay uçuşu sırasında kalp işlevlerinde meydana gelebilecek düşüşü daha yeterli anlamalarına yardımcı olmak için periyodik olarak kendi sıhhat değerlendirmelerini gerçekleştiriyor.
NASA’nın üzerinde çalıştığı potasyum sitrat üzere ilaçlar, böbrek taşı geliştirme riskini artırabilecek fizyolojik değişikliklerle uğraşa yardımcı olabilir. Bifosfonat ilaçlarının kemik kaybını önlemede tesirli olduğu NASA çalışmalarında gösterilmiştir.
NASA ayrıyeten bir mürettebat üyesinin uzayda ne kadar idrar ürettiğini toplamak ve ölçmek için tesirli bir yol tasarladı; bu, kişinin sıhhatiyle ilgili kıymetli bilgileri ortaya çıkardığı için insan araştırmaları için çok değerli. Örneğin araştırmacılar, bir astronotun idrarındaki muhakkak unsurların farklı seviyelerini tahlil ederek uzayda böbrek taşı geliştirme riski taşıyıp taşımadığını belirleyebilir ve önleyici önlem olarak diyette, antrenman rutininde ve su alımında değişiklikler yapabilir.
Aerobik ve dirençli antrenmanın kalbi sağlıklı tuttuğu, kemikleri ve kasları güçlü tuttuğu, zihni uyanık tuttuğu, daha olumlu bir bakış açısı sağladığı ve hatta istikrar ve uyuma yardımcı olabileceği gösterilmiştir . Yazılım tarafından oluşturulan idman ortakları, astronotları daha uzun uzay misyonları için sistemli olarak idman yapmaya motive etmeye yardımcı olmak için kullanılabilir. NASA , santrifüj yapay yerçekiminin ağırlıksızlığın fizyolojik tesirlerine karşı koymanın tesirli bir yolu olup olmadığını belirlemek için Dünya merkezli ortak bir yatak istirahati çalışmasını bile tamamladı .

Kapalı Ortamlar

NASA, uzay aracının içindeki ekosistemin astronotların uzaydaki günlük hayatında büyük rol oynadığını öğrendi. Mikroplar uzayda özellik değiştirebiliyor ve insan bedeninde doğal olarak yaşayan mikroorganizmalar, uzay istasyonu üzere kapalı hayat alanlarında beşerden beşere daha kolay aktarılıyor. Gerilim hormonu düzeyleri yükselir ve bağışıklık sistemi değişir; bu da alerjilere yahut başka hastalıklara karşı hassaslığın artmasına neden olabilir.
Dünya tabanlı analoglar, uzay uçuşu ortamını harika bir halde simüle etmiyor, bu da onları, insan bağışıklık sisteminin uzayda nasıl reaksiyon verdiğini yerde incelemek için yetersiz kılıyor. Bununla birlikte, NASA tarafından finanse edilen Antarktik analog çalışmaları, muhakkak uzay uçuşu gerilim etkenlerinin insan bağışıklık sistemini nasıl etkileyebileceğine dair fikir verebilir. Bilinen şey, mürettebatın Dünya’ya döndüklerinde hastalanma eğiliminde olmamasına karşın, uzay uçuşunun bağışıklık sistemini değiştirdiğidir. Astronotların kazanılmış bağışıklığı sağlam olsa da, uzay uçuşunun neden olduğu değişen bağışıklığın, bağışıklık sisteminin ezkaza bedende bulunan sağlıklı hücrelere, organlara ve dokulara saldırdığı otoimmün problemlere yol açıp açmayacağı konusunda daha fazla araştırmaya gereksinim vardır.
Çevrenin bağışıklık sistemi üzerindeki tesirlerinin ötesinde, ömür ve çalışma alanlarının her santiminin ve ayrıntısının ihtimamla düşünülüp tasarlanması gerekiyor. Kimse meskeninin çok sıcak, çok soğuk, sıkışık, kalabalık, gürültülü yahut uygun aydınlatılmamış olmasını istemez ve uzayda da bu türlü bir ortamda çalışmaktan ve yaşamaktan kimse keyif almaz.
NASA, atmosferin nefes almanın inançlı olmasını ve formaldehit, amonyak ve karbon monoksit üzere gazlarla kirlenmemesini sağlamak emeliyle uzay istasyonunun hava kalitesini izlemek için teknolojiyi kullanıyor. Termal Denetim Sistemleri, uzay istasyonunun sıcaklıklarını korumak ve astronotları rahat ettirmek için çalışır.

Uzay uçuşu sırasında bağışıklık sistemindeki değişiklikleri ve bâtın virüslerin yine aktivasyonunu belirlemek için kan ve tükürük örnekleri tahlil ediliyor. NASA, mürettebat üyeleri için hastalığa neden olabilecek mikrop riskini kıymetlendirmek için ileri moleküler teknikler kullanıyor. Etrafta yaşayan mikrobiyal popülasyonun tahlili için bedenin çeşitli kısımları ve uzay istasyonu sistemli olarak temizleniyor. Mürettebat, kirletici hususların birikmesinden kaynaklanabilecek hastalıkları önlemek için hava filtrelerini değiştiriyor, yüzeyleri temizliyor ve suyu arıtıyor.
Astronotların bağışıklıklarını güçlendirmek için grip aşısı olmaları tavsiye ediliyor ve fırlatmadan evvel rastgele bir hastalığa yakalanmamak için vazifelerinden evvel karantinaya alınıyorlar. İkizler Çalışması ve Bir Yıllık Vazife sırasında, Scott Kelly kendine grip aşısı yaparken, kardeşi de Dünya’da grip aşısını yaptı. Aşılamanın Dünya’da olduğu kadar uzayda da işe yaradığı kanıtlandı; bu da Ay ve Mars’a yapılacak daha uzun misyonlar için güzel bir bulgu.
Yaşam alanları ve çalışma ortamları, dizaynların konfor ve verimlilik ortasında istikrar kurmasını sağlayacak formda ihtimamla planlanıyor ve bedellendiriliyor. Yeni LED aydınlatma sistemi sayesinde uzay istasyonundaki aydınlatma, Dünya’da doğal olarak yaşanana misal .
NASA, tüm bu risklere karşı harekete geçiyor ve beşerli uzay uçuşunun zorluklarını kendi alanlarındaki en parlak beyinlerden kimileriyle çözmeye çalışıyor. Laboratuvarlardan, yer analoglarından ve uzay istasyonu misyonlarından elde edilen sonuçlar, bu uyarlamalara ait daha fazla bilgi sağlayacak ve daha uzun misyonlar için bir basamak oluşturacaktır.
Ay yörüngesine ve Ay yüzeyine yapılacak Artemis misyonları hakkında, bu çalışma devam ettikçe daha da fazla data toplanacak. Gelecekteki Ay ve Mars’a yapılacak daha uzun periyodik misyonlarda astronotlar, sadece hayatta kalmalarını değil tıpkı vakitte uzay seyahatlerinde başarılı olmalarını sağlayacak yıllar süren araştırmalardan faydalanacaklar.

Kaynak.NASA