Mars'ta Tıp: Kızıl Gezegende Sağlık Nasıl Korunur?

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

Vücudumuz Dünya'daki farklı ortamlara inanılmaz derecede uyum sağlıyor, ancak diğer gezegenlerdeki ortamlar söz konusu olduğunda o kadar da uyumlu değil.

Uzayda hasta veya yaralı hastaları nasıl tedavi ettiğinizi ve bazılarının neler yapabileceğini öğrenmek için uzay tıbbı alanında iki uzmanla konuştuk. Güneş sistemine göndermeyi planladığımız astronotların sağlığı, en büyük cevaplanmamış sorulardan biridir.

Bu makalenin bir parçası Marsta yaşam, insanların Mars'ı işgal etmesini sağlayacak en ileri bilim ve teknolojiyi araştıran 10 bölümlük bir dizi

Uzaydaki vücut

Hakkında zaten çok şey biliyoruz insan vücudu uzay görevlerine nasıl tepki veriyor? Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) üzerinde yirmi yıldan fazla süren çalışmalar sayesinde. Buradaki mikro yerçekimi ortamı vücutta kemik kaybı, kas atrofisi ve sıvıların yeniden dağıtımı da dahil olmak üzere bir dizi değişikliğe yol açar. (sıvıları aşağı çekecek yer çekimi olmadığında, vücudun üst kısmında birikirler) ve aynı zamanda bozulma gibi diğer ilgili sorunlar görüş. Bu semptomlar, astronotların ISS'de gerçekleştirdiği altı aydan bir yıla kadar süren tipik turlarda ortaya çıkıyor; bu, bir misyonun Mars'a seyahat etmek için harcayacağı süre ile kabaca karşılaştırılabilir.

İyi haber şu ki araştırmacılar, kasların erimesini önlemek için günde birkaç saat egzersiz yapmanın önemi gibi bu etkileri ortadan kaldırmanın birçok yolunu bulmuşlardır.

Avrupa Uzay Ajansı uçuş cerrahı Filippo Castrucci, Digital Trends'e şunları söyledi: Mars misyonu gibi uzun vadeli uzay uçuşu, tıbbi açıdan birçok açıdan kalmaya benzer. ISS'de. Bu da astronotların herhangi bir sağlık sorunu yaşanmadan Mars'a seyahat edebileceklerinden oldukça emin olabileceğimiz anlamına geliyor.

"UUİ'de 20 yıllık kalıcı yerleşim süresi boyunca bugüne kadar yörüngede tıbbi tahliyeyi gerektiren hiçbir sağlık durumu ortaya çıkmadı" dedi. Sağlıkları zirvede olan ve bir uzay aracına gönderilmeden önce en az iki yıl boyunca izlenen astronotların dikkatli bir şekilde seçilmesi buna yardımcı olmuştur. misyon. "Bu nedenle, ISS'deki mevcut kanıtların gösterdiği gibi, Mars görevinde tıbbi bir olayın meydana gelme olasılığı, mümkün olmasına rağmen düşüktür."

Gemideki doktorlar

Bununla birlikte, tıbbi bir acil durumun düşük ihtimali, acil durum ihtimalinin olmaması ile aynı şey değildir. Bir Mars misyonu mürettebatının uzayla ilgili yaygın şikayetlerden kazara yaralanmalara ve beklenmedik hastalıklara kadar her şeyle başa çıkmaya hazır olması gerekir.

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

Ancak Castrucci, iyi eğitimli CMO'ların bile bir Mars görevi için yeterli tıbbi destek sağlayamayabileceğini, dolayısıyla daha uzun bir uzay görevinin muhtemelen mürettebatın bir parçası olarak seyahat edecek eğitimli doktorlara ihtiyaç duyacağını söylüyor.

"Tahliyenin mümkün olmadığı Mars'a seyahatte, 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 görevlerde bir gerekliliktir" dedi. "Yedekliği sağlamak için cerrahi ve dahiliye becerilerine sahip iki acil bakım doktoru mürettebatın bir parçası olmalıdır."

Uzayda tıbbi bir acil durumun tedavisi

Potansiyel bir Mars görevinde tedavinin zorluklarından biri, mürettebat ile Dünya arasındaki iletişim gecikmesidir. Astronotlar ISS'deyken, yerdeki doktorlar tarafından gerçek zamanlı olarak tıbbi destek sağlanabilecek. Ancak bir uzay aracı Dünya'dan uzaklaştıkça iletişimler giderek daha fazla gecikiyor; Dünya ile Mars arasında 20 dakikaya varan bir gecikme oluyor. Bu, bir Mars mürettebatının acil bir durumda daha özerk bir şekilde hareket etmesi gerektiği anlamına geliyor; dolayısıyla yerden destek çoğunlukla hazırlıklar ve talimatlar şeklinde gelecek.

Uzayda belirli tedavileri kullanmaya çalışırken prosedür sorunları da ortaya çıkıyor, bu nedenle eğitimin mikro yerçekimi ortamına göre uyarlanması gerekiyor.

Castrucci, Dünya'daki kardiyopulmoner resüsitasyon (CPR) manevralarına örnek verdi. Kurtarıcının vücut ağırlığını kullanarak bölgeye baskı yapabilmesi için hasta sert bir yüzey üzerinde yüzü yukarı dönük olmalıdır. göğüs. Ancak mikro yerçekiminde bu işe yaramıyor.

Uzayda, geminin şasiye bağlanan ve yaralı mürettebat üyesinin sabitlenebileceği özel düz yüzeylerle donatılmış olması gerekir. Kurtarıcının kendisini de çerçeveye sabitlemesi gerekir, böylece itilmeden göğsü sıkıştırabilir. Göğüs kompresyonlarında vücut ağırlıklarını kullanamadıkları için daha fazla zorlamak zorunda kalıyorlar.

Bütün bunlar, CPR'nin uzayda gerçekleştirilmesini yere göre daha yavaş ve daha zor hale getiriyor ve bu, uzay tıbbının ne kadar zorlu olabileceğinin yalnızca 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 kazanacaklar (Mars'ın yerçekimi Dünya'nınkinin yaklaşık %40'ı kadardır) ancak gezegen kendine has yeni zorluklarla karşılaşacak.

Mars son derece tozlu bir ortamdır bu da ciltte döküntülere ve göz tahrişlerine, ayrıca solunum yolu tahrişine ve tıkanıklığa neden olabilir. Bu, son derece stresli bir görevden beklenebilecek yorgunluk, stres ve yetersiz uykunun yanı sıra, Psikoloji ve fiziksel sağlık arasındaki etkileşim.

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

Mars Odyssey uzay aracı gibi Mars'a yapılan önceki görevlerde, ISS'dekilerden 2,5 kat daha yüksek radyasyon seviyeleri tespit edilmişti. Ve öyle zamanlar oldu ki radyasyon yükseldi (muhtemelen güneş aktivitesiyle ilgili) çok daha yüksek seviyelere.

Peki astronotları bu görünmez tehditten nasıl koruyacaksınız?

Radyasyonun görünmeyen tehlikesi

Radyasyona maruz kalmanın insanları kanser ve dejeneratif hastalıklara karşı daha yüksek risk altına soktuğunu ve sinir sistemine zarar verebileceğini biliyoruz. Ayrıca aşağıdaki gibi tıbbi durumların gelişmesine de katkıda bulunabilir: katarakt veya kısırlık. Yakın zamanda kalp-damar uzmanı Manon Meerman gibi doktorlar hastalığın durumunu araştırıyor. Uzun süreli uzay görevlerinden kaynaklanan radyasyonun etkilerinin kalp ve kardiyovasküler sistem üzerinde olduğu tespit edilmiştir. olabilir uzay radyasyonuna da duyarlı.

Meerman bize, uzayda radyasyona maruz kalmayla ilgili endişe verici şeylerden birinin, sağlık üzerindeki etkilerinin ne olacağını güvenle tahmin edecek kadar bilgi sahibi olmamamız olduğunu söyledi. Mars görevi sırasında astronotların hastalanması veya ölmesi pek olası değil, ancak uzun vadede kanser gibi yaşamı tehdit eden tıbbi durumlar açısından daha yüksek risk altında olacaklar.

Alçak Dünya yörüngesinin ötesindeki uzaydaki radyasyon hakkında sahip olduğumuz bilgiler küçük bir örnekten geliyor: Ay'ı ziyaret eden çok az insan var ve bu da geniş bir çerçeve çizmek için yeterli veri sağlamıyor sonuçlar. ile tedavi edilen hastalar gibi karşılaştırılabilir kaynaklardan daha fazla bilgi toplayabiliriz. radyoterapi gören veya Çernobil felaketi gibi nükleer kazalarda radyasyona maruz kalan kişiler 1986'da. Ancak bunlar ancak sınırlı bir karşılaştırma sağlayabilir.

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

Meerman, "Sonunda uzay yolculuğunu aya veya Mars'a kadar genişletmek istiyorsak, bu tür radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkilerinin ne olduğuna gerçekten daha derinlemesine dalmalıyız" dedi.

Yeni araştırma yöntemleri

Radyasyonun uzay yolculuğu için bu kadar önemli bir sorun olması nedeniyle, 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 "çip üzerindeki organ" araştırmasıdır. Bu, gerçek bir insan organının tepkilerini simüle etmek için laboratuvarda oluşturulan hücreleri içeren bir çip oluşturulmasını 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 gerçekleştiriliyorBu yöntemi kullanmanın uzay ortamının insan organlarını nasıl etkilediği konusunda bize daha fazla bilgi verebileceği umuduyla. Gelecekte uzay radyasyonu araştırmaları için de umut verici bir yol olabilir.

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

Astronotları radyasyondan nasıl koruruz?

Astronotların uzay radyasyonundan nasıl korunabileceğine dair fikirler ve araştırmalar var. Şu anda uzay ajansları astronotların yaşam boyu maruziyetlerini aşırı risk yaratmaması gereken düşük seviyelerle sınırlandırıyor. Ancak Mars'a yapılacak bir görev için astronotların uzayda ne kadar süre harcayacakları konusunda daha fazla esnekliğe sahip olmak faydalı olacaktır.

Astronotların sağlığını korumanın en pratik yaklaşımı, radyasyonu durdurmak ve astronotları güvende tutmak için kalın metal levhaların kullanıldığı koruyucuların kullanılmasıdır. Kalkanlama, bir uzay aracına veya bir yaşam alanına uygulanarak astronotların içeride özgürce hareket etmesine olanak tanınabilir ve ayrıca çalışmalar da vardır. Bir astronotun kasanın dışına çıkması gerektiğinde, yerleşik koruyucuya sahip koruyucu yelekler veya giysiler üzerinde yapılıyor çevre.

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

Diğer bir yaklaşım ise insanları radyasyonun etkilerinden koruyabilecek ilaçlara bakmaktır; ancak astronotları güvende tutabilecek bir hapa henüz sahip değiliz. Meerman'ın gündeme getirdiği bir konu, Dünya üzerinde etkili ilaçlar üretebilsek bile bu ilaçların uzay ortamında nasıl çalışacağını bilmememizdir. İnsan vücudu uzayda o kadar çok değişiklik geçiriyor ki, ilaçların emilme yolları farklı olabilir. sadece yeterince bilmiyorum Bunun neye benzeyebileceğini tahmin etmek için.

Astronotların sağlıklı kalmasına yardımcı olabilecek son bir alan da, antioksidan açısından zengin gıdaları diyetlerine dahil etmek gibi kendi doğal bağışıklık sistemlerini güçlendirmenin yollarını bulmaktır. Uygulaması diğer çözümlere göre çok daha kolay olduğundan bu umut verici bir kavramdır, ancak bu araştırma da henüz başlangıç ​​aşamasındadır.

Çok fazla bilinmeyen

Meerman gibi tıp doktorları için en büyük sorun, Mars'a gidecek astronotların sağlığı konusunda ne kadar çok bilinmeyenin olduğudur. Radyasyona maruz kalmanın uzun vadeli sağlık etkilerinin ne olabileceğini kesin olarak söyleyemeyiz ve ayrıca astronotları bu potansiyel etkilerden koruyacak kesin bir yönteme de henüz sahip değiliz.

Yani şu anda insanları Mars'a göndermeye teknolojik olarak hazır olsak da, tıbbi araştırmalar henüz başlangıç ​​aşamasındayken bu seçimi yapmanın ahlaki açıdan bir sorunu var. "Astronotları maruz bıraktığımız kesin riskleri bilmeden Mars'a seyahat etmek isteyip istemediğimizi kendimize sormalıyız" dedi. “Bu bilimsel bir sorudan çok etik bir soru.”