Mars'ta Tıp: Kızıl Gezegende Sağlık Nasıl Korunur?

İnsanları Mars'a götürmenin tüm zorlukları arasında, çözmekten belki de en uzak olduğumuz sorunun roketler, habitatlar veya karmaşık su filtreleme sistemleriyle hiçbir ilgisi yok. Yüzleşmemiz gereken en büyük sorun, insan vücudunun sınırlamalarıdır.

Bedenlerimiz, Dünya'daki farklı ortamlara inanılmaz derecede uyum sağlıyor, ancak diğer gezegenlerdeki ortam söz konusu olduğunda o kadar değil.

Uzayda hasta veya yaralı hastaları nasıl tedavi ettiğinizi ve bazılarının neler yaptığını öğrenmek için uzay tıbbında iki uzmanla konuştuk. Güneş sistemine göndermeyi planladığımız astronotların sağlığı söz konusu olduğunda cevaplanmamış en büyük sorulardan biri.

Bu makalenin bir parçası Marsta yaşam, insanların Mars'ı işgal etmesine izin verecek en son bilim ve teknolojiyi araştıran 10 bölümlük bir dizi

Uzaydaki vücut

hakkında zaten çok şey biliyoruz İnsan vücudu uzay görevlerine nasıl tepki verir? Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) üzerinde yirmi yıldan fazla süren çalışmalar sayesinde. Oradaki mikro yerçekimi ortamı, vücutta kemik kaybı, kas atrofisi ve sıvıların yeniden dağılımı dahil olmak üzere bir dizi değişikliğe yol açar. (sıvıları aşağı çekmek için yerçekimi olmadığında, vücudun üst kısmında birikmeye başlarlar) ve ayrıca bozulmuş gibi diğer ilgili sorunlar görüş. Bu semptomlar, astronotların ISS'de gerçekleştirdiği altı aydan bir yıla kadar olan tipik turlarda ortaya çıkıyor; bu, kabaca bir görevin Mars'a seyahat etmesi için gereken süre ile karşılaştırılabilir.

İyi haber şu ki, araştırmacılar bu etkilere karşı koymak için, örneğin kasların erimesini önlemek için birkaç saatlik günlük egzersizin önemi gibi birçok yol bulmuşlar.

Avrupa Uzay Ajansı uçuş cerrahı Filippo Castrucci, Digital Trends'e şunları söyledi: Mars'a bir görev gibi uzun süreli uzay uçuşu, birçok yönden tıbbi olarak bir kalışa benzer olacaktır. ISS'de. Ve bu, astronotların acil bir sağlık durumu meydana gelmeden Mars'a seyahat edebileceklerinden makul ölçüde emin olabileceğimiz anlamına geliyor.

"20 yıllık kalıcı ISS yerleşiminde, bugüne kadar yörüngede tıbbi tahliye gerektiren hiçbir sağlık durumu ortaya çıkmadı" dedi. sağlığının zirvesinde olan ve uzaya gönderilmeden önce en az iki yıl izlenen astronotların dikkatli bir şekilde seçilmesine yardımcı olmuştur. misyon. "Bu nedenle, ISS'deki mevcut kanıtların gösterdiği gibi, mümkün olsa da, bir Mars görevinde tıbbi bir olayın meydana gelme olasılığı düşüktür."

Uçaktaki doktorlar

Bununla birlikte, tıbbi acil durum olasılığının düşük olması, acil durum olasılığının olmaması ile aynı şey değildir. Bir Mars görev ekibi, uzayla ilgili yaygın şikayetlerden kaza sonucu yaralanmalara ve beklenmedik hastalıklara kadar her şeyle başa çıkmaya hazır olmalıdır.

Her astronot, temel tıbbi beceriler konusunda eğitilir ve her mürettebatta, Mürettebat Sağlık Görevlisi (CMO) olmak için ekstra tıbbi eğitim verilen en az iki üye vardır. CMO'lar, sağlık görevlilerine benzer bir düzeyde eğitilirler ve tıbbi malzemeleri kullanabilir, ilaç dağıtabilir ve defibrilatör kullanabilirler.

Ancak Castrucci, iyi eğitimli CMO'ların bile bir Mars görevi için yeterli tıbbi destek olmayabileceğini, bu nedenle daha uzun bir uzay görevinin mürettebatın bir parçası olarak seyahat etmesi için eğitimli doktorlara ihtiyaç duyacağını söylüyor.

"Tahliyenin mümkün olmadığı Mars'a seyahat ederken, mevcut CMO yeteneklerini aşan herhangi bir acil durum hastanın hayatta kalma şansını önemli ölçüde azaltabilir. Bu nedenle, doktor düzeyinde bir yetenek [alçak Dünya yörüngesinden] uzaktaki uzun süreli görev için bir gerekliliktir” dedi. “Fazlalık sağlamak için cerrahi ve dahiliye becerilerine sahip iki acil bakım hekimi ekibin bir parçası olmalıdır.”

Uzayda tıbbi bir acil durumu tedavi etmek

Potansiyel bir Mars görevinde tedavinin zorluklarından biri, mürettebat ve Dünya arasındaki iletişim gecikmesidir. Astronotlar ISS'deyken, yerdeki doktorlar tarafından gerçek zamanlı olarak tıbbi destek sağlanabilir. Ancak bir uzay aracı Dünya'dan uzaklaştıkça, Dünya ile Mars arasında 20 dakikaya varan bir gecikmeyle iletişim giderek daha fazla ertelenir. Bu, bir Mars mürettebatının acil bir durumda daha özerk bir şekilde çalışması gerektiği anlamına gelir, bu nedenle yerden destek çoğunlukla hazırlıklar ve talimatlar şeklinde gelir.

Uzayda belirli tedavileri kullanmaya çalışırken prosedürel sorunlar da ortaya çıkıyor, bu nedenle eğitim bir mikro yerçekimi ortamına göre ayarlanmalıdır.

Castrucci, Dünya'da uygulanan kardiyopulmoner resüsitasyon (CPR) manevralarına örnek verdi. kurtarıcının vücut ağırlığını kullanarak hastayı sert bir yüzey üzerinde yüzüstü tutması göğüs. Yine de bu, mikro yerçekiminde işe yaramıyor.

Uzayda, araç, çerçeveye tutturulmuş ve yaralı bir mürettebat üyesinin sabitlenebileceği özel düz yüzeylerle donatılmış olarak gelmelidir. Kurtarıcının da kendisini çerçeveye sabitlemesi gerekir, böylece itilmeden göğsü sıkıştırabilir. Ve vücut ağırlıklarını göğüs kompresyonlarında kullanamadıkları için daha fazla zorlamak zorunda kalırlar.

Tüm bunlar, CPR'yi uzayda gerçekleştirmeyi yerde olduğundan daha yavaş ve daha zor hale getiriyor ve bu, uzay tıbbının ne kadar zor olabileceğinin sadece bir örneği.

Mars'ın zorlukları

Bunlar, uzayda tıbbi bir sorunu tedavi ederken ortaya çıkan türden zorluklardır ve çoğunlukla mikro yerçekiminde yaşamakla ilgilidir. Astronotlar Mars'a ulaştıklarında yerçekiminin bir kısmını geri alacaklar - Mars'ın yer çekimi Dünya'nınkinin yaklaşık %40'ı kadar - ancak gezegen kendi başına yeni zorluklar sunacak.

Mars aşırı derecede tozlu bir ortamdır bu da deri döküntüleri ve göz tahrişlerinin yanı sıra solunum yolu tahrişi ve tıkanıklığına neden olabilir. Bu, oldukça stresli bir görevden beklenebilecek yorgunluk, stres ve kötü uykudan bahsetmiyorum bile. psikoloji ve fiziksel sağlık arasındaki etkileşim.

Ancak Mars'taki gerçekten büyük sorun, çıplak gözle görülemeyen bir şey: Radyasyon. Burada Dünya'da, gezegenimizin bizi kozmik ışınlardan ve güneş rüzgarından gelen radyasyondan koruyan bir manyetosferi var, ancak Mars'ta böyle bir şey yok. Sorunu daha da kötüleştiren, Mars'ın Dünya atmosferinin yoğunluğunun yalnızca %1'i kadar olan ince atmosferidir.

Mars Odyssey uzay aracı gibi Mars'a yapılan önceki görevler, ISS'dekilerden 2,5 kat daha yüksek radyasyon seviyeleri buldu. Ve öyle zamanlar oldu ki radyasyon çivili (muhtemelen güneş aktivitesi ile ilgili) ki çok daha yüksek seviyelere.

Peki astronotları bu görünmez tehditten nasıl korursunuz?

Radyasyonun görünmeyen tehlikesi

Radyasyona maruz kalmanın insanları kanser ve dejeneratif hastalıklara yakalanma riskini artırdığını ve sinir sistemine zarar verebileceğini biliyoruz. Ayrıca aşağıdaki gibi tıbbi durumların gelişimine de katkıda bulunabilir: katarakt veya kısırlık. Kısa bir süre önce, sağlığı araştıran bir kardiyovasküler uzman olan Manon Meerman gibi doktorlar Uzun süreli uzay görevlerinden kaynaklanan radyasyonun etkileri, kalp ve kardiyovasküler sistem üzerinde etkili olmuştur. olabilir uzay radyasyonuna da duyarlı.

Meerman bize, uzayda radyasyona maruz kalmayla ilgili endişe verici şeylerden birinin, sağlık etkilerinin ne olacağını güvenle tahmin edecek kadar bilgimiz olmaması olduğunu söyledi. Astronotların bir Mars görevi sırasında hastalanmaları veya bundan ölmeleri pek olası değil, ancak uzun vadede kanser gibi yaşamı tehdit eden tıbbi durumlar için daha yüksek risk altında olacaklar.

Alçak Dünya yörüngesinin ötesindeki uzaydaki radyasyon hakkında sahip olduğumuz bilgiler, küçük bir örnekten geliyor: Geniş çekmek için yeterli veri sağlamayan ayı ziyaret eden çok az insan sonuçlar. ile tedavi edilmiş hastalar gibi karşılaştırılabilir kaynaklardan daha fazla bilgi toplayabiliriz. radyoterapi veya Çernobil felaketi gibi nükleer kazalarda radyasyona maruz kalmış kişiler 1986'da Ancak bunlar yalnızca sınırlı bir karşılaştırma sağlayabilir.

Bunun nedeni, bir Mars görevi için dikkate alınması gereken iki tür radyasyon olmasıdır: İlk olarak, nüfuz eden iyonlara sürekli maruz kalmayla sonuçlanan galaktik kozmik ışınlar vardır. İkincisi, güneş patlamalarının neden olduğu radyasyonda ara sıra ve çok güçlü artışlar da vardır. Her bir radyasyon türünün uzun vadede sağlığı nasıl etkileyeceği söz konusu olduğunda, bilmediğimiz çok şey var.

Meerman, "Sonunda uzay yolculuğunu aya veya Mars'a genişletmek istiyorsak, bu tür radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkilerinin ne olduğunu gerçekten daha derine inmeliyiz" dedi.

Yeni araştırma yöntemleri

Radyasyon uzay yolculuğu için bu kadar önemli bir konu olduğundan, son yıllarda araştırmalarda büyük bir büyüme görülen bir konu. Hayvan çalışmaları gibi geleneksel araştırma yöntemlerinin yanı sıra, Meerman ve diğerlerinin üzerinde çalıştığı yaklaşımlardan biri de "organ on a chip" araştırmasıdır. Bu, gerçek bir insan organının tepkilerini simüle etmek için laboratuvarda oluşturulmuş hücreler içeren bir çip oluşturmayı içerir. Bu, yaşayan bir kişi üzerinde hangi çalışmaların yapılmasının tehlikeli veya imkansız olacağı araştırmaları için kullanılabilir.

Bu, şu anda büyük bir araştırma konusu ISS'de gerçekleştiriliyor, bu yöntemi kullanmanın bize uzay ortamının insan organlarını nasıl etkilediği hakkında daha fazla şey öğretebileceği umuduyla. Gelecekte, uzay radyasyonu araştırmaları için de umut verici bir yol olabilir.

Başka bir yaklaşım da Dünya'daki laboratuvarlarda uzay radyasyonunu simüle etmektir. Uzayın radyasyon ortamını yeniden yaratmak kolay değil, bu yüzden özel laboratuvarlar Radyasyonu simüle etmek için bir Ağır İyon Çarpıştırıcısı kullanan NASA'nın Uzay Radyasyon Laboratuvarı gibi önemli.

Astronotlar radyasyondan nasıl korunur?

Astronotların uzay radyasyonundan nasıl korunacağına dair fikirler ve araştırmalar var. Şu anda, uzay ajansları astronotların ömür boyu maruziyetini aşırı risk oluşturmaması gereken düşük seviyelerle sınırlandırıyor. Ancak Mars'a yapılacak bir görev için, astronotların uzayda ne kadar süre geçirdikleri konusunda daha fazla esnekliğe sahip olmak yardımcı olacaktır.

Astronotların sağlığını korumaya yönelik en pratik yaklaşım, radyasyonu durdurmak ve astronotları güvende tutmak için kalın metal levhaların kullanıldığı bir kalkan kullanmaktır. Kalkan, bir uzay aracına veya bir habitata uygulanarak astronotların içeride serbestçe hareket etmesine olanak tanır ve ayrıca iş vardır. bir astronotun kasanın dışına çıkması gerektiğinde koruyucu yelekler veya yerleşik kalkanı olan giysiler üzerinde yapılır. çevre.

Korumanın en büyük dezavantajı, çok ağır olmasıdır; bu, hem minimum kütleye sahip bir roket fırlatmak hem de çok fazla ekstra ağırlık taşıyarak hareket etmeye çalışan insanlar için bir sorundur.

Başka bir yaklaşım, insanları radyasyonun etkilerinden koruyabilecek ilaçlara bakmaktır, ancak astronotları güvende tutabilecek bir hapın yakınından bile geçmiyoruz. Meerman'ın gündeme getirdiği bir sorun, Dünya'da etkili ilaçlar yaratabilsek bile, bu ilaçların uzay ortamında nasıl çalışacağını bilmememizdir. İnsan vücudu uzayda o kadar çok değişiklik geçirir ki, ilaçların emilme yolları farklı olabilir ve biz sadece yeterince bilmiyorum Bunun neye benzeyebileceğini tahmin etmek için.

Astronotları sağlıklı tutmaya potansiyel olarak yardımcı olabilecek son bir alan, diyetlerine antioksidan açısından zengin gıdalar dahil etmek gibi kendi doğal bağışıklık sistemlerini güçlendirmenin yollarını bulmaktır. Bu, diğer çözümlere göre uygulanması çok daha kolay olduğu için umut verici bir kavramdır, ancak bu araştırma da henüz başlangıç ​​aşamasındadır.

Çok fazla bilinmeyen

Meerman gibi tıp doktorları için en büyük sorun, Mars'a giden astronotların sağlığı söz konusu olduğunda ne kadar çok bilinmeyen olduğudur. Radyasyona maruz kalmanın uzun vadeli sağlık etkilerinin ne olabileceğini kesin olarak söyleyemeyiz ve ayrıca astronotları bu potansiyel etkilerden korumanın kesin bir yolunu da henüz bilmiyoruz.

Bu nedenle, şu anda teknolojik olarak insanları Mars'a göndermeye hazır olsak da, tıbbi araştırmalar henüz emekleme aşamasındayken bu seçimi yapmanın ahlaki olup olmadığı sorusu var. "Astronotları maruz bıraktığımız kesin riskleri bilmeden Mars'a seyahat etmeye istekli olup olmadığımızı kendimize sormalıyız" dedi. "Bu bilimsel olmaktan çok etik bir soru."