NASA’nın ikizler çalışması herkes tarafından yakından takip edilen bir çalışma. Peki neden bu kadar önemli? Çünkü bu çalışma, aslında Mars’a yapılacak keşif uçuşunun ön simülasyonu olarak planlandı. Çalışmanın başlatılmasının amacı, yaklaşık 3 yıl sürecek olan Mars yolculuğunda görev alacak astronotlar için oluşabilecek muhtemel riskleri belirleyebilmek.
‘Mars’a hala insan göndermedik mi?’ diye soruyorsanız, evet Mars’a henüz insan gönderemiyoruz. Bu zamana kadar Mars’a sadece uzay araçlarını ve beraberinde araştırmada görev alacak robotları gönderebildik. Henüz astronotlu bir yolculuk geçekleştirilemedi çünkü Mars yolculuğu, halihazırda gerçekleştirilen uzay yolculuklarından çok daha uzun sürüyor. Mars’a yolculuğun süresi, yaklaşık 50 yıldır sabit: Yaklaşık 150-300 gün. Bu mu sabitleştirilmiş hali dediğinizi duyar gibiyim. Maalesef bu yolculuk sürecine birçok faktörün etki etmesinden kaynaklı tam bir tarih vermek henüz mümkün değil.
Mars’a yolculuk neden bu kadar uzun sürüyor?
Mars’ın yalnızca 55 milyon km uzakta olduğu gerçeğini dikkate alırsak ve bir uzay aracının saatte 20.000 km ile son sürat gittiğini düşünürsek, aracın seyahati 115 günde tamamlamasını beklersiniz, ancak daha uzun sürüyor. Bunun asıl sebebi, hem Dünya’nın hem de Mars’ın, Güneş etrafında yörüngede dolanıyor olmaları. Doğrudan Mars’a yönelip, roketleri ateşleyerek gidemiyorsunuz; çünkü Mars da sabit bir hedef değil. Bu sebeple Dünya’dan fırlatılacak bir uzay aracının, oraya varacağı zaman diliminde Mars’ın bulunacağı konuma hedeflenmesi gerekiyor.Diğer bir sınırlama ise yakıt. Eğer sınırsız miktarda bir yakıtınız olsaydı, uzay aracınızı direkt olarak Mars’a nişan alır, roketlerinizi yolculuğun yarısına kadar ateşlerdiniz, sonra da dönüp yolculuğun diğer yarısında hızı keserek ilerlerdiniz. Böylece yolculuk süresini sabit olandan, bir miktar olsun azaltabilirdiniz ama bunun için ihtiyaç duyulan yakıt olanakların ötesinde.
Mars’a en düşük miktarda yakıtla nasıl gidilir?
Bilimcilerin öncelikli endişesi, uzay aracını Mars’a en düşük yakıt tüketimiyle ulaştırabilmek. NASA mühendisleri, bir uzay aracını Dünya’dan Mars’a minimum düzeyde yakıtla gönderebilmek için Hohmann Aktarım Yörüngesi (ya da Minimum Enerji Transfer Yörüngesi) denilen yolculuk tekniğini kullanıyorlar. Teknik, ilk olarak 1925’te bu manevranın ilk açıklamasını yayımlayan Walter Hohmann tarafından ileri sürüldü.Roketinizi direkt Mars’a hedef almak yerine, uzay aracınızın yörüngesini genişletiyorsunuz. Böylece Güneş etrafında Dünya’dan daha büyük bir yörünge izliyor. Sonuç olarak bu yörünge, Mars’ın yörüngesiyle kesişiyor, üstelik tam da Mars’ın orada olduğu an. Eğer fırlatmayı en az yakıtla yapmayı istiyorsanız, uzun yolu seçip yörüngeyi genişletmeniz ve Mars’a olan yolculuk süresini uzatmanız gerekiyor.
Uzayda 3 Yıl
Mars’a yolculuk hakkındaki bu kısa bilgilendirmeden sonra NASA’nın ikizler çalışmasına geri dönelim. NASA’nın çalışmasındaki ikizlerden biri olan Scott Kelly, uzayda tam olarak 1 yıl geçirdi. Ama söz konusu Mars olunca, sadece yolculuk 1 yıl sürüyor, 1 yıl da Mars’ta çalışmalarını yapmak için kalacağını, 1 yıl da geri dönüş için derken toplamda planlanan Mars serüveni 3 yıl sürecek. İşte ikizler çalışmasının amacı da, uzun bir uzay yaşantısına, insan vücudunun nasıl tepki vereceğini görmek.Mars’ın gelecekte, insan yaşamı için muhtemel bir alternatif gezegen olarak düşünüldüğünü hepimiz biliyoruz; o nedenle gerek bu ikizler çalışması gerekse de yapılması planlanan Mars yolculuğu oldukça önem arz ediyor. Peki ikizler çalışması ne zaman başladı, ne zaman sona erdi ve çalışmadan ne gibi sonuçlar elde edildi? Bunlara bir göz atalım. Tabi bir de NASA’nın, çalışmanın ön sonuçlarını yayınlamasından sonra dünyaca ünlü birçok haber sitesinin olayı nasıl farklı boyutlara taşıyıp spekülasyon yarattıklarından bahsedeceğiz.
Başlangıç Yılı 2015
NASA’nın ikizler çalışması, 2015 yılının Mart ayında start aldı. Bu çalışma için iki astronot gönüllü oldu; ikiz kardeşler Mark Kelly ve Scott Kelly. Uzay yolculuğu başlamadan önce ikizler yoğun bir taramadan geçti. DNA haritalarına kadar bütün bilgileri çıkarıldı. Ardından ikizlerden Scott Kelly, Mart ayında uzaya gönderilerek, 1 yıl sürecek olan uzay macerasına başlamış oldu. Kardeşi olan emekli astronot Mark Kelly ise dünyada yaşamına normal bir şekilde devam etti. 1 yıl uzayda nasıl geçer, diye düşünebilirsiniz ama Scott Kelly için hiç de öyle sıkıcı geçmedi. Scott hergün Instagram ve Twitter hesabından çektiği fotoğrafları ve birçok müthiş manzarayı takipçileriyle paylaştı. O takipçilerden biri olarak söylemem gerekiyor ki, ben bile sosyal medyayı bu kadar aktif kullanmıyorum. Ayrıca o zamanki ABD başkanı Barack Obama ile Twitter üzerinden yaptıkları yazışma da insanları gülümseten bir haber olmuştu.
Scott
Kelly ile Barack Obama arasındaki yazışma. BO: “Hey Kelly,
fotoğraflarına bayıldım. Hiç camdan dışarı bakıp korktuğun oluyor mu?”
SK: “Hiçbir şey beni korkutmuyor Başkan Bey. Sizden bir Twitter sorusu
almak dışında.”
Scott’un uzay istasyonunda yetiştirdiği çiçeklerden biri.
The Hill: “NASA çalışması: İkizlerin DNA’sı artık özdeş değil ”
TIME: “Scott Kelly Uzayda Bir Yıl Geçirdi ve Şimdi Onun DNA’sı İkizinden Farklı ”
CNN: “Uzaydaki astronot’un DNA’sı artık özdeş ikizi ile uyuşmuyor ”
Görüldüğü gibi dünyadaki en önemli basın organları olayı böyle yorumladı. Bu yazıları okuyan ikizler de, sonuçları hayli şaşırtıcı bulup Twitter üzerinden esprili bir dilde haberleri paylaşmışlardı. Peki gerçekten de sonuçlar bu kadar bu kadar çarpıcı mıydı? İkizler artık ikiz değiller miydi?
“Ne? DNA’m %7 oranında değişmiş mi? Kimin aklına gelirdi? Ben de bu haber sayesinde öğrendim.”
“Mark ve Scott Kelly hala tek yumurta ikizleri; Scott’ın DNA’sı temelde değişmedi. Araştırmacıların gözlemledikleri, gen ifadesindeki değişimlerdir, bu da vücudunuzun çevreye verdiği tepkidir. Bu muhtemelen dağ tırmanışı veya SCUBA dalışı gibi aktiviteler yapan stres altındaki insanlar için geçerlidir. Scott’un yeryüzüne dönüşünü takiben altı ay içerisinde, genlerin %93’ünün ifadesi normale döndü. Sadece %7’sinde ki değişim hala devam ediyor. Bu gen ifadesi değişimi çok azdır. Uzayın, insan vücudunu moleküler düzeyde nasıl etkilediğiyle ilgili anlayışımızın daha başındayız. NASA ve bu çalışmalarda işbirliği yaptığımız diğer araştırmacılar, bu yaz ikizler çalışması hakkında daha kapsamlı sonuçlar yayımlamayı planlıyor.”
NASA’nın bu açıklamasında sonra, yayıncı kuruluşlar, haberlerini güncelleyip başlık ve içeriklerini değiştirdiler. Peki NASA’nın belirttiği, değişimin hala gözlendiği %7’lik kısımdaki gen ifadesi farklılığı neyi ifade ediyor?
İfadelerinde farklılık gösteren genlerin; bağışıklık sistemi, DNA onarımı, kemik oluşumu, hipoksi (atmosferdeki oksijen azlığı ve oksidatif enzimlerin yetersizliği sonucu dokulara yeterli oksijenin sağlanamaması veya dokunun oksijeni kullanamaması durumu) ve hiperkapni (vücut sıvılarında karbondioksit birikmesi durumudur) ile ilişkili olduğu görüldü. Araştırmacılar bu değişimleri uzaydaki oksijen yoksunluğuna bağlı strese, artan inflamasyona ve gen ekspresyonunu etkileyen çarpıcı beslenme farklılığına bağladılar.
Diğer bir sonuç ise gözle görülebilir cinstendi: Scott’un boyu 5 cm uzamıştı. Bunun sebebi de uzayda yerçekiminin olmamasıdır. Yerçekimi olmadığında omurga üzerindeki basınç ortadan kalkar, kıkırdak dokusu esner ve boy uzar. Ama bu genetik bir değişiklik değildir; sadece çevresel faktörlere bağlı bir değişimdir. O nedenle Scott dünyaya döndüğünde yerçekimi yine Scott’un omurgasına basınç yapmaya başladığı için, Scott’un ikiziyle arasındaki boy farkı azalmaya başlamıştır.
Diğer bir bulgu da DNA metilasyonunda (DNA’daki kimyasal değişiklerle genlerin ifadesinin değiştiği mekanizma) göze çarpıyordu. Scott’un DNA’sında metilasyon seviyelerinin bu süreçte azaldığı görüldü. Ancak görülen diğer birçok değişiklik gibi bu durum da yeryüzüne döndükten sonra, önceki seviyelere döndü.
Uzun Yaşamın Sırrı Uzayda mı Saklı?
Bir sonuç var ki, hem NASA’nın hem de diğer araştırmacıların oldukça dikkatini çekti. O da Scott’un telomerlerinin uzaması. Telomer her bir DNA sarmalının ucunda bulunan ve kromozomları koruyan parçalar olup, yaşlılıkla doğrudan ilişkilendiriliyor. Yaşlandıkça telomerlerin boyu kısalıyor. O nedenledir ki yaşlanmayı önlemeye yönelik olarak telomer tedavileri gündemde.Ayrıca, “Bana telomer uzunluğunu söyle, sana kaç yaşında öleceğini söyleyeyim,” gibi söylemlerde bulunan şirketler de mevcut. Bu şirketlere gidiyorsunuz, belli bir ücret karşılığında yaptıkları testlerle sizin telomer uzunluğunuzu hesaplıyorlar ve herhangi bir kaza-bela olmazsa, normal şartlar altında ne zaman öleceğinizi söylüyorlar. Hayli ilginç bir sektör anlayacağınız.
Konumuza dönecek olursak, verdiğim örnekten de anlayacağınız gibi telomer uzunluğu yaşam uzunluğuyla doğru orantılı. Peki Scott 1 yıl uzayda kaldı ve artık daha uzun mu yaşayacak? Belki uzun yaşayacaktır ama bunun sebebinin telomerler olmayacağı kesin. Çünkü Scott dünyaya döndükten sonraki 48 saat içinde telomerleri yeniden kısalıp önceki boyutuna ulaştı. Peki uzaydayken telomerler neden uzadı da, dünyaya dönünce hem de bu kadar kısa sürede yeniden kısaldı? Maalasef bu sorunun cevabı hala bilinmiyor. Bilimciler şimdi bunu çözmeye çalışıyorlar. Zaten bu bahsettiğim veriler ön çalışma sonuçları. Çalışmaya ait tüm verilerin bu yıl sonunda açıklanması planlanıyor.
Özetle, evet uzaya gidince bazı şeyler değişti ama dünyaya dönünce yeniden eski haline döndü. Değişikliğin devam ettiği %7’lik kısımdaki genlerin ifadesi de muhtemelen yakın zamanda önceki seviyelere dönecektir. Normalde uzay yolculuklarında astronotlar 6 ay uzayda görevlendiriliyorlar. Scott Kelly 1 yıl kalarak bir ilki gerçekleştirmiş oldu.
NASA’nın Şimdiki Planı Ne?
NASA yeni bir proje için çalışmalara başladı. Şu an bu çalışmanın alt yapısı oluşturuluyor. Aynı zamanda ikizler çalışmasının tüm sonuçlarının yayınlanması da bekleniyor. Bu yeni projede, ikizlerin çalışması gibi olacak ancak 10 astronot görevlendirilecek. Böylece elde edilen sonuçlar daha güvenilir ve genellenebilir olacak.Mars’a yolculuk, NASA’nın ikizler çalışmasında elde ettiği ön sonuçların kapsamlı şekli ve ikizlerin gen ifadelerindeki bu değişikler üzerine daha detaylı bilgi için Kaynaklar kısmına göz gezdirebilirsiniz.
Referanslar,
https://bilimfili.com/nasanin-ikizler-arastirmasina-genel-bir-bakis/
- NASA, ‘NASA Twins Study Investigators to Release Integrated Paper in 2018’ https://www.nasa.gov/feature/nasa-twins-study-investigators-to-release-integrated-paper-in-2018
- NASA, ‘Fireworks in Space: NASA’s Twins Study Explores Gene Expression’ https://www.nasa.gov/feature/fireworks-in-space-nasa-s-twins-study-explores-gene-expression
- NASA, ‘NASA Twins Study Confirms Preliminary Findings’ https://www.nasa.gov/feature/nasa-twins-study-confirms-preliminary-findings
- Fraser Cain, How Long Does It Take to Get to Mars? https://www.universetoday.com/14841/how-long-does-it-take-to-get-to-mars/
