Bu Yeraltı Laboratuvarı, Marsa yapacağımız yolculuklarda Marsta hayatta kalmamızı sağlayacak özellikleri sunuyor

[™ Admin]

Bu Yeraltı Laboratuvarı, Marsa yapacağımız yolculuklarda Marsta hayatta kalmamızı sağlayacak özellikleri sunuyor

Uzay uçuşunun ilk günlerinde, bir uyduyu Dünya'nın yörüngesine sokmak bile bir başarıydı. Çağımızda, diğer gezegenlere araç indirmek ve asteroitlerden eve numune getirmek son teknolojidir. Ancak astronotların Ay'da ve umarım Mars'ta uzun süre kalacakları bir sonraki sınır hızla yaklaşıyor.

Ancak insanları bu tehlikeli ortamlara göndermeden önce, Artemis ortak uzay ajanslarının onları nasıl güvende tutacaklarını bilmeleri gerekiyor. Bunun önemli bir kısmı Ay ve Mars'taki koşulları simüle etmektir.

Apollo döneminde 12 astronot Ay'ın yüzeyinde yürüdü. Ay'a ilk iniş olan Apollo 7 görevinde astronotlar yüzeyde sadece 2,5 saat kaldılar. Yüzey süresi, sonraki görevlerde uzamaya devam etti ve son yüzey görevi olan Apollo 11 sırasında, mürettebat 22 EVA (Extravehicular Activity) saatini çalıştırdı.

Ay benzeri laboratuvarlar

Ay yüzeyi tehlikeli bir ortamdır ve 24 saatlik bir ziyaret önemli bir risk oluşturur. Ancak Artemis Programı'nın Apollo'dan farklı bir amacı vardır. İnişler ilk başta kısa sürecek, ancak sonunda Artemis'in amacı, insanlar ve robotlar da dahil olmak üzere daha uzun vadeli bir varlık oluşturmaktır. Ve ilk varış noktası Ay iken, Artemis'in amacı Mars'a ulaşmaktır.

Mars'a yapılacak herhangi bir görev yaklaşık üç yıl sürecek. Oraya varmak yedi ay, ardından Mars ve Dünya'nın dönüş yolculuğu için yeterince yakın olması yaklaşık 26 ay, ardından eve dönmek için yedi ay daha sürer. Yedi aylık ziyaret sırasında tıbbi müdahalelerin planlanması, görevin kritik bir parçasıdır. Tıbbi müdahalelerin bazı özerk işlevleri olması gerekir ve amaç astronotları işlerine geri döndürmek olmalıdır.

Birleşik Krallık'taki Birmingham Üniversitesi'nden araştırmacılar, Birleşik Krallık'ın en derin madenlerinden birinde yerin 1,1 mil yakınında kurulan yeni laboratuvarlarda Bio-SPHERE (Yaşanabilirlik ve Ekstrem Ortamlar Araştırması için Biyomedikal Alt Yüzey Bölmesi) programı üzerinde çalışıyorlar. Bio-SPHERE, eninde sonunda Artemis astronotlarının karşılaşacağı her türlü tehdit ve engel üzerinde çalışacaktır, buna ağır ekipmanları yer altında taşımak ve malzemelere sınırlı erişimle uğraşmak da dahildir.

Ancak Bio-SPHERE'nin ilk laboratuvarı, başarılı bir Artemis programının temel taşı olan astronot sağlığına odaklanacak. NPJ Microgravity'de yayınlanan bir makalede araştırmacılar, astronotları desteklemek için bir yer altı sağlık tesisinin tasarımını açıkladılar. Doku hasarını tedavi etmek için materyaller hazırlamak için gereken biyomedikal prosedürleri test etmek için tasarlanmış yaklaşık 3 metre genişliğinde bir simülasyon modülüdür. Bunlar, yara pansumanlarında veya hasarı hafifletmek için dolgu maddeleri olarak kullanılabilen rejeneratif tıp için karmaşık sıvıları, polimerleri ve hidrojelleri içerir.

Zaten madenin yakınında yerin derinliklerinde bir laboratuvar var. Adı Boulby Yeraltı Laboratuvarı ve 1990'lardan beri kullanılıyor. Araştırmacılar, Boulby'de astrobiyoloji ve gezegen keşfi, Dünya ve çevre bilimi ve parçacık fiziğini araştırıyor. Yani Bio-SPHERE programı için doğal bir uyum.

Bio-SPHERE'nin baş araştırmacısı, Birmingham Üniversitesi Kimya Mühendisliği Okulu'ndan Dr. Alexandra Iordachescu'dur. Iordachescu bir basın açıklamasında, "Boulby Yeraltı Laboratuvarı'ndaki fantastik bilim ekibiyle ortak olmaktan heyecan duyuyoruz." dedi. Bu yeni yetenek, tıbbi acil durumlarda ve derin uzay görevlerinde hasar sonrası doku onarımında kullanılabilecek yaşam destek sistemleri, cihazları ve biyomalzemeler hakkında tavsiyelerde bulunabilecek bilgilerin toplanmasına yardımcı olacaktır.”

Uzun süreli uzay uçuşlarında insanların karşılaştığı belirgin bir tehlike, azaltılmış yerçekimidir. Bunun basit bir çözümü yok. Bir tür bariyer astronotları radyasyondan koruyabilirken, azaltılmış yerçekimi daha kalıcı bir tehdittir. Ve azalan yerçekimi, insan vücudu için sorunlara neden olur.

Araştırmacılar makalelerinde, azaltılmış yerçekiminin oluşturduğu özel tehdide dikkat çekiyor. Vücudun belirli bölümleri ağırlığımızı desteklemek için evrimleşmiştir ve daha düşük yerçekiminde, üzerlerinde daha az mekanik kuvvet vardır. Bu kısımlar kalçaları, femur başını ve bel omurlarını içerir. Zaman geçtikçe daha düşük yerçekimi bu bölgelerde kalsiyum ve fosfat gibi kemik minerallerinde bir kayıp oluşturur.

Bu, yerine getirilmesi gereken önemli görevleri olan astronotlar için bir sorun olan kemik kırılganlığına yol açar. Kemik kırılganlığı, yalnızca varışta bir Mars üssü kurma zamanı geldiğinde sorun yaratmakla kalmaz, aynı zamanda giriş ve iniş sırasında vücut için daha zor hale gelebilir. Sadece bu da değil, bazı araştırmalar uzay uçuşu sırasında radyasyona uzun süre maruz kalmanın da kemik zayıflığına katkıda bulunabileceğini gösteriyor. Ve kaybolan kemik mineralleri öylece yok olmaz. Böbrekte son bulabilir ve tıbbi müdahale gerektiren böbrek taşlarına neden olabilirler.

Kemik yoğunluğu kaybı ve ardından gelen tehlikeler, astronotların karşılaştığı tehlikelerden yalnızca biridir ve Bio-SPHERE, serpinti ile başa çıkmayı ve astronotları işlerine geri döndürmeyi amaçlamaktadır.

Profesör Iorachescu, uzay yolculuklarında tıbbi acil durumlar için doku onarımı ve diğer tedavilere olan ihtiyacın altını çizdi. Makalelerinde, o ve meslektaşları, "Bu, doku yırtılması ve yerinden çıkması, kemik kırıkları, cilt yanıkları, aşınma veya yırtılmalar, tendon / bağ yırtıkları ve kan kaybı gibi klinik bağlamlar için özellikle önemlidir." ABD'den gelen astronotlar herhangi bir büyük travma geçirmemişken, çoğu elleri içeren yüzlerce kas-iskelet yaralanması oldu.

Ancak daha ciddi yaralanmalar kaçınılmazdır ve bu olasılık asla ortadan kaldırılamaz. Bu durumda rejeneratif teknolojiler önemli bir parça olacaktır. ISS'de bu teknolojilerle ilgili bazı araştırmalar zaten yapılmıştır. Bunlar arasında kök hücreler, sferoidler, çipler üzerindeki organlar ve biyoüretim veya biyobaskı yer alır.

Mars görevinin başarılı olması için bu teknolojilerin daha da geliştirilmesi gerekiyor ve ilk Bio-SPHERE laboratuvarının kalbinde yatan da bu.

Uzayda uzun süre kalmanın yanı sıra, bu teknolojileri yönlendiren bir başka faktör de iletişimdir.

Ay'daki astronotlar için Dünya'daki uzmanlardan gerçek zamanlı tıbbi yardım almak mümkündür. Dünya ile Ay arasındaki iletişim gecikmesi sadece birkaç saniyedir. Uzmanlık yalnızca hızlı bir görüntülü sohbet uzağınızdadır ve bazı gerekli malzemeler yalnızca bir ay yörüngesi kadar uzakta olabilir.

Ancak Marslı astronotlar izole edilmiştir. Dünya ile Mars arasındaki mesafe yaklaşık 34 milyon ila 124 milyon mil arasında değişmektedir. İletişim gecikmesi yaklaşık beş dakika ile 20 dakika arasında değişir. Bu, acil bir durumda tıp uzmanlarıyla iletişim kurmayı çok zorlaştırır.

Yazarlar, "Bu nedenle," diye yazıyor, "otonom tıbbi faaliyetlere yönelik operasyonel bir geçiş gerekiyor; bu, bu tesislerde yeterli bir tıbbi altyapı sağlamak için dikkatli değerlendirmeler gerektiren bir zorluk."

Bir astronot ekibinde çok az fazlalık olacaktır. Bir mürettebat üyesini yaralanma nedeniyle kaybetmek, tüm görevi bozar. Bu, Bio-SPHERE tasarımcılarının hesaba kattığı bir şey olan hızlı iyileşme ihtiyacını vurgulamaktadır. "İşlevi hızlı bir şekilde geri kazanma ihtiyacı, bir tür doku replasmanının/analoğunun uygun bir zamanda yerinde geliştirilmesi, kısa bir süre sonra yaralı bölgeye implante edilmesi veya uygulanması veya inkübe edilmesi (biyolojik implantlar söz konusu olduğunda) gerektiği anlamına gelir. ," Onlar yazar.

Bu araştırmanın genel amacı, bir habitatın nasıl görüneceğini daha net bir şekilde anlamaktır. Yaşamın gerekliliklerini sağlamanın ve meteor çarpmalarından kaynaklanan döküntüler, yüzey radyasyonu ve tehlikeli toz gibi tehlikelerle başa çıkmanın yanı sıra, yaşam alanı tıbbi acil durumların yanı sıra bir mürettebat üyesinin iş yükünü azaltan küçük sorunlarla başa çıkmak için hazırlanmalıdır.

Araştırmacılar, ameliyat ve doku onarımı için Ay'da veya Mars'ta kullanılabilecek altı modüllü bir yaşam alanı öngörüyor. Modüller İyileşme, Cerrahi/Teletıp, Hücre Bankacılığı, Malzeme Biyoişleme ve Doku Mühendisliğidir. Altıncı modül, bir hava kilidi ve sterilizasyon odası da dahil olmak üzere erişim sağlar. Hem Mars'ta hem de Ay'da lav tüpleri ve mağaralar olduğu için yeraltında bir mağarada veya yüzeyde olabilir.

Ancak araştırmacıların tasavvur ettiği gibi bir yaşam alanı oluşturmaktan çok uzağız ve bu nedenle Boulby Madeni'ndeki BioSPHERE laboratuvarı çok önemli. Iordachescu ve meslektaşları, Boulby Yeraltı Laboratuvarı'nın yanı sıra bu teknolojilerin bazıları üzerinde çalışmaya ve bunları kullanıma hazırlamaya yardımcı olabilecek verileri toplamaya başlayabilir.

Iordachescu, "Bu tür ölçütler, sistem tasarımına rehberlik edebilir ve uzay habitatları gibi izole ortamların kısıtlamaları altında biyomühendislik operasyonlarında bilimsel ihtiyaçları ve kabul edilebilir zaman çerçevelerini değerlendirmeye yardımcı olabilir." dedi. "Veriler, uzak bölgelerde veya tehlikeli ortamlarda biyomedikal müdahaleler sağlamak ve daha genel olarak bu ideal olmayan ortamlarda biyomedikal iş akışlarını anlamak gibi Dünya tabanlı uygulamalar için de sayısız fayda sağlayacaktır."

Yakın vadede, doku rekonstrüksiyonu yöntemleri gibi geleneksel tıbbi teknolojiler muhtemelen Artemis ve diğer girişimlerde kullanılacaktır. Ancak bunun gibi araştırmalara daha fazla odaklanıldığında işler değişecek.

Yazarlar, "İlerleyen yıllarda doku mühendisliği ve 3D fabrikasyon teknolojilerinin daha da geliştirilmesiyle, daha karmaşık, kişiselleştirilmiş dokular ve nihayetinde organ benzeri yapılar izole bir ortamda üretilebilir" diye yazıyor. Iordachescu ve meslektaşları, "Önümüzdeki yıllarda, bu uzay yerleşimlerinin tasarımını ve bunları desteklemek için gereken teknolojiyi nihai olarak dikte edecek olan bu konular hakkında daha fazla tahmin üretmek çok önemli olacak."

Iordachescu ve ekibinin laboratuvarı kuracağı Boulby Yeraltı Laboratuvarı'nda yönetici ve kıdemli bilim adamı olan Dr. Profesör Sean Paling, projeden çok memnun.

Paling, "Dr. Iordachescu ve Birmingham Üniversitesi ekibiyle bu heyecan verici çalışmada çalışmaktan çok memnunuz" dedi. “Dünyanın ötesindeki yaşam alanlarını keşfetmede insanoğlunun önündeki zorluklar açıkça çok sayıda ve önemli. Bio-SPHERE projesi, uzak, yer altı ortamlarında sürdürülebilir yaşam koşullarının oluşturulmasında bazı önemli lojistik soruların yanıtlanmasına yardımcı olmayı vaat ediyor ve bunu yaparken, önümüzde uzanan uzun, zorlu ve heyecan verici ortak yolculuğumuz için gerekli hazırlıklara önemli ölçüde katkıda bulunacak. Aynı zamanda, derin bir yer altı bilim tesisinde yürütülebilecek çeşitli bilimsel çalışmaların harika bir örneği ve buna ev sahipliği yapmaktan çok mutluyuz.”

Kaynak: Inverse