Astrobiyoloji Tüm Yazılar

Yerçekimsiz Ortam, Sıkıntılar ve Çaresi

Hazırlayan: Zafer Emecan

Bilidiği gibi uzay boşluğunda, büyükçe bir gezegenden yeterince uzaktaysanız yerçekimi (kütleçekim) etkisinden de uzakta kalırsınız. Yerçekimsiz ortam; en başta havada süzülürken, uçarken kaçarken pek hoş görünse de, sonrasında insan vücudu üzerinde ciddi hasarlara neden olur.

Uzaydaki “ağırlıksız” ortam çok çekici gibi görünse de, insan vücudu üzerinde ciddi olumsuz etkilere yol açar. Vücudumuz, Dünya yüzeyindeki yerçekimi ile başedebilmek üzere şekillenmiştir ve yerçekimi (dolayısıyla ağırlık) olmadığında, zaman içinde kaslarımız işlevini büyük ölçüde yitirir.

454546565642superman

Örneğin tümüyle kas dokusundan oluşan kalbimiz vücuda kan pompalamak için yerçekimi ile mücadele etmek zorunda kalmayacağından, daha az çaba sarfeder ve bu da kalpteki kas yoğunluğunun her geçen gün azalmasına neden olur. Aynı biçimde kollarımız ve bacaklarımızdaki kaslar da hareket edebilmek için çok daha az zorlanır ve enerji harcar. Benzer biçimde kol ve bacak kaslarımız da giderek zayıflar, hatta kas kütlemizin önemli bir kısmı “gerek olmadığı için” kaybolur. Uzay boşluğunda yerçekimi olmadığı için, yaşadığınız kas kaybını önemsemeyebilirsiniz. Ancak Dünya’ya döndüğünüzde yerinden doğrulmaya bile gücü yetmeyen birine dönüşürsünüz. Yürümek ve sadece birkaç kilo ağırlığındaki cisimleri kaldırmak bile çok büyük çaba gerektiren eylemlere dönüşür. Çabucak yorulur, nefessiz kalırsınız.

Kalbin pompaladığı kanı sürekli olarak bacak bölgesine çeken yerçekiminin eksikliği, kanın vücudun üst kısmında, özellikle baş bölgesinde toplanmasıyla sonuçlanır. Dünya’da baş aşağı durduğunuzda kanın beyninize toplandığını hissedersiniz ya, işte onu sürekli yaşadığınızı düşünün. Baş bölgesine toplanan bu kan ve sıvı, hipertansiyon, göz bozuklukları gibi ciddi sorunlara neden olabilir. Sürekli yaşayabileceğiniz baş ağrısı ve mide bulantıları, baş ve boyun bölgenizdeki sürekli şişmiş halde duran damarlarınız da cabası.

astronotlar

Nasa’nın, yerçekimsiz ortamın kadınlar ve erkekler üzerinde nasıl bir etki yarattığına dair yayınladığı bir infografik.

Kemikler de bu ağırlıksızlık sorunundan etkilenirler. Üzerine herhangi bir ağırlık binmeyen kemiklerimiz giderek zayıflar ve kemik kütlesi de önemli oranda azalır. Hatta kemiklerde bu zayıflamaya bağlı olarak şekil bozuklukları oluşabilir. Yaşanan bu kemik kaybı, yeryüzünde yaşlı insanların yaşadığı osteoporoz hastalığına benzer. Kemik dokusu sürekli zayıflar. Öyle ki, uzun süreli uzay görevlerinde astronotlar kemik dokularının %40’ına yakınını kaybederler. Bunun doğal sonucu, yeryüzüne döndüklerinde kemiklerinin çok kolay biçimde kırılmasıdır. Sırt omurları ağırlıksız ortamda birbirinden ayrıldığı ve zayıfladığı için Dünya’ya dönüldüğünde üzerlerine birden aşırı yük biner. Bu binen yük, dayanılmaz sırt ve bel ağrılarına neden olabilir.

5210787655_b5d9eff7ce_o

Uzay’da yerçekimsiz ortamda bir süre kalıp yeryüzüne dönen astronotların bacak kasları kendilerini taşıyamayacak kadar güçsüzleşmiştir. Bu yüzden bir süre yürüme güçlüğü çekerler.

Uzayda kalınan süre içinde bu durum pek bir sorun yaratmasa da, uzun süreli bir uzay yolculuğu sonrası Dünya’ya dönüldüğünde astronotlar kendi başlarına yürümekte ve hareket etmekte zorlanırlar. O nedenle, astronotlar kaybettikleri kas ve kemik dokusunu yeniden kazanabilmek için hem yörüngede geçirdikleri sürede, hem de yeryüzüne döndüklerinde ağır bir egzersiz ve beslenme programını uygulamak zorunda kalırlar.

Hepiniz Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki astronotları ağırlıksız ortamda süzülürken görmüşsünüzdür. Aslında, dünyadan 300 küsür km yukarıda yer alan bu istasyonda, insan vücuduna etki eden yerçekimi kuvveti, yeryüzünde bizlere etki edenden çok da az değildir. Fakat uzay istasyonu yerinde durmadığı ve büyük bir hızla dünya çevresinde döndüğü için istasyon sakinleri yerçekimsiz kalırlar.

081123-sts126-fun-02

Uzay istasyonunda veya yörüngedeki uzay araçlarında yerçekiminin olmayışının sebebi, o uzaklıkta Dünya’nın çekim gücünün yok olması değil, araçların yörüngede aslında bir “düşme hareketi” sergiliyor oluşlarıdır. Yoksa, yeryüzünden birkaç bin km öteye kadar Dünyamızın hatırı sayılır bir çekim gücü bulunur.

Daha iyi ifade etmek gerekirse, Dünya’nın çevresinde dönen uzay istasyonu aslında sürekli bir “düşme” hareketi içindedir ve o nedenle içindekiler, Dünya’ya çok yakında olmalarına rağmen yerçekimi etkisini hissetmezler. Hızla düşen bir cismin içinde olduğunu, yahut lunaparkta gondola bindiğinizi düşünün. Aşağı inerken siz koltuğun arkasına yapışırsınız ya, ona benzer bir durum.

Benzeri bir etkiyi, Dünya’dan ayrılmadan da elde etmek mümkün. Eğer yüksekteki bir uçak, uygun bir hızla yeryüzüne doğru dalışa geçerse, o uçağın içindekiler için kısa süreliğine de olsa yerçekimi etkisini yitirecektir. Bugün bu deneyimi bir uçakta da olsa yaşayabileceğiniz çok sayıda organizasyon gerçekleştiriliyor. Hatta neredeyse sıradan bir eğlence haline dönüşmüş durumda.

Gelelim uzaydaki yerçekimsizliği nasıl yenebileceğimize; şu an için kütleçekimine neyin sebep olduğunu ve bunu nasıl engelleyebileceğimizi veya nasıl yeniden oluşturabileceğimizi bilmiyoruz. O nedenle elimizdeki tek “kütleçekim oluşturma yöntemi”, içinde olduğumuz aracı kendi çevresinde belli bir hızda döndürmekten ibaret.

Bu çok basit bir yöntem. Bazı şeyleri gerçekleştirmenin basit yolları varken, kulağı tersten gösterip Amerika’yı yeniden keşfe çalışmaya gerek yok. Edison, elinde olsaydı akkor telli lamba yerine led ışık kaynaklarını icad etmeyi elbette isterdi. Ama o günlerde elektrikten ışık elde etmenin en kolay ve basit yolu akkor telli lambaydı. Üstelik akkor telli lamba bizi 100 yıl boyunca idare etti, yaşam şeklimizde büyük bir  devrime sebep oldu. Şimdi kendisini beğenmiyoruz, çünkü çok daha iyi ve verimli led lambaları icad ettik.

maxresdefault

Fotoğrafta gördüğünüz, “2001: A Space Odyssey” filmindeki ünlü uzay istasyonudur. Kendi çevresinde döner ve içindekiler tıpkı Dünya’da olduğu gibi gezer, dolaşır, yer, içer ve yaşar…

Momentumun korunumu (halk arasında eylemsizlik veya merkezkaç kuvveti olarak da bilinir) prensibi gereği, kendi çevresinde dönen bir aracın içindekiler, dönme hızına bağlı olarak sanki yerçekimi varmışçasına aracın iç duvarlarına doğru itilirler. Aslında tam olarak ona itme demeyelim ama, pratikte oraya sabitlendiklerini bilmemiz yeterli. Hani hep verilen örnektir. Bir çay tepsisini hızla çevirirseniz, ne bardaklar devrilir, ne de bardakların içindeki çay dökülmez. Tam olarak o durumdan söz ediyoruz.

En temel fizik kuralları şunu söyler: Bir cisim hareket halinde ise, hareketini sürdürmek ister. Eğer duruyorsa, durmaya devam etme eğilimindedir. Hızla giden bir otomobilin içindeyken yön değiştirdiğinizde gittiğiniz yönün aksi tarafa savrulduğunuzu farketmişsinizdir. Bu savrulmanızın nedeni, vücudunuzu oluşturan maddenin bulunduğu konumda sabit kalmak istemesidir. Altınızdaki araba yön değiştirir ama siz bu yön değişimine karşı koymaya çalışırsınız. Sonuç; araba bir yana giderken siz diğer yana savrulursunuz. Trafik kazalarında ölümlerin genel sebeplerinden biri de budur: Kaza yapan araba aniden durduğunda, onunla birlikte hareket eden vücudunuz hareketini sürdürmek ister. Eğer emniyet kemeriniz takılı değilse, bu “hareketini sürdürme isteği” camdan fırlayarak ölmenizle sonuçlanır.

13889487167_0e28c16aac_o

Pratikte, kendi çevresinde dönen bir uzay istasyonunda, eğer uygun atmosfer şartları sağlanırsa insanların günlük hayatlarını rahatlıkla sürdürebilirler. Hatta burada tarım bile yapmak mümkündür.

Az önce yukarıda “yön değiştirme” örneğini vermiştik. Eğer sürekli yön değiştiren, daha başka bir deyişler düzgün dairesel hareket yapan bir aracın içindeyseniz, vücudunuz bu yön değişimine sürekli bir direnç gösterecektir. Doğal olarak, aracın dönme ekseninin aksi yönünde sürekli bir savrulmaya maruz kalırsınız. Bu savrulmanın pratik faydası, eğer uygun hıza sahipseniz, yeryüzündeki kütleçekimin birebir aynısını taklit etme şansına sahip oluşunuzdur.

Bu etkiyi kullanarak birçok farklı türde uzay istasyonu ve aracı inşa edebilirsiniz. Örneğin tekerlek şeklindeki bir istasyonda, tekerlerin dışa bakan yüzeyi size gerekli kütleçekim taklidini sağlayabilir. Eğer bir uzay aracında bunu yapmak istiyorsanız, basitçe uzay aracını silindir biçiminde tasarlarsınız. Araç dik doğrultuda hareket ederken, gövdeyi oluşturan silindir kendi çevresinde uygun bir hızla döner. Böylelikle silindirin iç yüzeyinde yapay bir çekim yaratılmış olur.

L3_Colony_by_samurairyu

İleride, uzayda ağırlıksızlık sorununu çözmek için bu tür uzay istasyonları inşa edilecek. Şimdilik çok pahalı ve teknik açıdan sıkıntılar yaratabileceği için böyle bir proje uygulamaya geçirilmemiş durumda. Ancak dediğimiz gibi, ileride “daha fazla insan, daha uzun süre” uzayda kalmaya başladığında ister istemez bu tür “kendi çevresinde dönen” uzay istasyonları da kurulmaya başlanacak.

Zafer Emecan


teleskoplar-2254-2-meade

Amacınıza en uygun ve en kaliteli teleskop ya da dürbünü, en uygun fiyata sadece Gökbilim Dükkanı‘nda bulabilir, satın alma ve kullanım sürecinde her zaman bize danışabilirsiniz
GÖKBİLİM DÜKKANI’NA GİT

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Zafer Emecan

Bir astronomi işçisi. Kozmik Anafor’un kurucusu, her şeyi ve hiçbir şeyi. Alakasız üniversiteler bitirmiş olmasına rağmen, içinden atamadığı gökbilim sevgisini kaleme, klavyeye, araştırmalara dökmeye çalışan, haddini bilen, ama bazen aşan amatör bir bilimci.