Uzayda Teknoloji İle Hayata Bağlanmak

Uzay… Sonu yokmuş gibi gelen büyük boşluk. Ve bu boşluğun içinde yaşamaya çalışan, henüz kozmik takvimin sadece son ayında hayat bulabilmiş insanlık.

İnsanlığın ilk dönemlerinde gökyüzüne bakıldığında anlam verememe hissinden doğan korku, zamanla yerini meraka bırakmıştır. Dönemsel rekabetler sayesinde de insanlığın uzay hakkındaki bilgileri artmış, hatta günün sonunda uzayda yaşama fikri gündeme gelmiştir.

Yazı boyunca “uzay” kelimesi, karman hattının üzerinde gerek bir uzay aracı, gerekse de dünya dışı bir gezegen olarak kullanılacaktır.

Uzayın alışageldiğimizden farklı bir doğası vardır. Kozmik ışımalardan kaynaklı radyasyonlar, atmosfer korumasının olmaması, sürekli olarak kapalı bir ortamda bulunma zorunluluğu, mikro yer çekimi gibi durumlar bahsi geçen farklılığın sebeplerindendir.

Ancak günümüzde, homo sapiens sapiens olarak insanlık, uzayın farklılıklarına uyum sağlayabilmek için teknolojiler üretmektedir.

Uzayda yaşamaya adaptasyon geliştirmek için yapılan araştırmalar, multi-disipliner şekilde çalışan uzay biyoteknolojileri ve uzay biyomedikal mühendisliği bilim dalları yürütücülüğündedir.

Uzayda insan sağlığının çalışan bir diğer bilim dalı ise uzay tıbbı hekimliğidir. Yeryüzünde doktorların görevi normal çevrede anormal durumlara çözümler sunmaktır. Ancak konu uzay olduğunda anormal olan artık çevredir. Ve normal insanın bu çevrede hayatta kalabilmesi amaçlanır.

Uzayda Hayati (Vital) Verilerin Değerlendirilmesi

Mürettebatın sağlık verileri, teknolojik cihazlar aracılığıyla toplanarak uzay tıbbı doktorları tarafından değerlendirilir. Mürettebattan sağlık verilerinin alınması, işlenmesi ve yeryüzüne gönderilmesi gereklidir.

1. BioMonitor- Kanada Uzay Ajansı

Resim-1. BioMonitör özellikleri. (Image Credit: CSA)

Bio-Monitör giyilebilir sensörler aracılığıyla;

• kan oksijen satürasyonunu,
• Kalp tepe atım hızını,
• Solunum sıklığını,
• Vücut sıcaklığını değerlendirerek, aldığı verileri yer istasyonuna göndermektedir.

Resim-2. CSA astronotu David Saint-Jacques Bio-Monitör’ü kullanıyor. (Credit: Canadian Space Agency/NASA)

Yukarıdaki fotoğrafta, Kanada Uzay Ajansı (CSA) astronotu David Saint-Jacques Bio-Monitör’ü ISS’te kullanmaktadır.

2. LifeGuard- NASA ve Standford Üniversitesi

Resim-3. LifeGuard NEEMO ve parabolik uçuş testleri. (Image Credit: NASA)

LifeGuard da diğer örnekleri gibi mürettebattan fizyolojik parametreleri toplar, depolar ve yer istasyonuna gönderir. Solda NEEMO görevinde, sağda ise Boeing KC-135 parabolik uçağında LifeGuard test edilmektedir.

Yeryüzüyle kıyaslamaya devam edersek, sadece vital bulguların öğrenilmesiyle muayene ve tedavi süreci bitmez. Bazen moleküler bazen nano düzeyde incelemelere ihtiyaç duyulur. Yerden en az 100 km. yükseklikte bir laboratuvar bu sebeple gereklidir.

3. WetLab-2 NASA

Resim-4. Soldaki karede WetLab kurulumu, sağda ise WetLab-2’nın ISS’te kullanımı gösterilmiştir. (Image Credit: NASA)

Gen analizi laboratuvarıdır. Uzaydayken gen ekspresyon seviyelerinde değişim olabilir. WetLab’dan önce uzay ve gen arasındaki ilişkinin araştırılması adına yapılan deneylerde astronotlardan alınan kan örnekleri kargo roketiyle yeryüzüne gönderiliyordu.

Bu yöntemle, geçici olabilen gen değişiklikleri atlanabiliyor ya da kan örneği normograviteye hızla adapte olabiliyordu.

Sadece insan örnekleri değil, deneysel gen analizleri için de Uluslararası Uzay İstasyonu – ISS’te bu laboratuvar gerekliydi ve 2014 yılında kuruldu. Sağdaki fotoğrafta Astronot Kate Rubins WetLab’ı kullanmaktadır.

4. rHealth Bioanaliz Cihazı

Resim-5. rHEALTH çalışma prensibi. (Image Credit: rHealth)

Kırmızı Kan Hücresi (RBC), Beyaz Kan Hücresi (WBC), Hemotokrit, pıhtılaşma faktörleri, heparinler, protrombin zamanı, hemoglobin, çeşitli antijenler, elektrolitler gibi kan hücrelerinin fonksiyonel değerlendirmesini yapabilen bir cihazdır.

Mürettebat; kan, idrar ya da tükürük gibi bir damla sıvıyı nano çubuğa verir. Dakikalar içinde birçok parametrenin analizi yapılır.

Resim-6. rHEALTH’in kurulumu. (Image Credit: NASA/ESA)

ÜStteki resimde ise Crew-4 mürettebatı Avrupa Uzay Ajansı (ESA) astronotu Samantha Cristoforetti, rHEALTH kurulumunu yapmaktadır.

5. Kişisel Dozimetreler

Mürettebatın maruz kaldığı radyasyon dozunu ölçer. Farklı uzay ajanslarının dozimetreler üzerinde çalışmaları vardır.

Örneğin PADLES, Japon bilim modülü Kibo içerisinde yer alan, 2008 yılında planlanan Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı (JAXA) Yaşam Bilimleri Deneyleri yol haritası doğrultusunda hala kullanılmakta olan radyasyon ölçüm sistemidir.

6. In-Vivo Emboli Detektörü

Araç dışı aktiviteden sonra dekompresyon (vurgun) hastalığına bağlı olarak kanda pıhtı oluşabilir ve oluşan pıhtı dokulara giderek sakatlıklara hatta ölüme sebep olabilir. İnvaziv olarak in vivo emboli riski, geliştirilen detektörler ile takip edilir.

7. Nitrik Oksit Ölçümü

Solunum ürünü olarak nefeste Nitrik Oksit’in bulunması hava yolu inflamasyonun erken dönem göstergelerindendir. Uzay ile ilgisi ise tozun mikro yerçekiminde havada asılı kalarak hava yollarının inflamasyonunu tetikleyebilmesidir.

8. Glikoz Ölçümü GlucoWizard

Beynin temel besin maddesi glikozdur. Uzaydayken vücut sıvılarının üst vücuda kayması halihazırda fizyolojik bir stres yaratır. Aynı zamanda glikozdan da yoksun kalan bir beyinde performans düşüklüğü kaçınılmazdır.

Mürettebatın kan glikoz seviyelerini devamlı takip edebilmek implant edilebilir, iğne tabanlı, minyatürize cihaz GlucoWizzard üretilmiştir. Verileri akıllı telefon veya kişisel bilgisayar gibi bir dijital aksesuara iletir. En az 3 ay kullanılabilir.

Sonuç Olarak;

İnsanlığın sınırlarını aşarak multi-gezegenli yaşamaya başlaması için biyolojik gelişmemize teknolojik destek gereklidir.

Ancak böylelikle uzay araçlarının hızlı gelişimine biyolojik bir engel olmaktan kurtulabiliriz. Bu sebeple üretilen ekipmanların uzaya çıkmadan önce test edildiği analog merkezlerde biyoteknolojik çalışmaların önemi yadsınamayacak kadar büyüktür.