Astronotlar neden her gün iki saat spor yapar?

Astronotlar günde yaklaşık iki saat spor yapar, çünkü ağırlıksızlıkta kullanılmayan kemik ve kas hızla erir. Kanada Uzay Ajansı'nın verdiği rakam çarpıcı: düzenli egzersize rağmen astronotlar ayda ortalama yüzde 1 kemik yoğunluğu kaybediyor — Dünya'da yaşlı bir insanın bir yılda kaybettiği kadarını bir ayda. Kas tarafında kayıp daha da hızlı başlıyor: ağırlıksızlığa giren bir vücut 5 ile 11 gün içinde kas kütlesinin yüzde 20'sine kadarını yitirebiliyor. İki saatlik egzersiz bu yüzden bir sağlık önerisi değil, programda pazarlık konusu olmayan bir görev maddesidir.

Verileri göster

Günlük egzersiz	2 saat
Kemik kaybı	ayda ~%1
Kas kaybı	5-11 günde %20'ye kadar
ARED direnci	272 kg'a kadar
Koşu bandı yükü	vücut ağırlığının %60-85'i
3-4 aylık uçuş sonrası kemik onarımı	2-3 yıl

Neden bu kadar hızlı eriyor?

Kemik ve kas, yük altında kaldıkları ölçüde korunan dokulardır. Dünya'da ayakta durmak bile omurgaya, kalçaya ve bacak kemiklerine sürekli bir basınç uygular; vücut bu basıncı “bu kemik gerekli” sinyali olarak okur ve dokuyu yeniler. Ağırlıksızlıkta o sinyal kesilir. Sonuç, hareketsizliğin aşırı bir biçimidir: kemik yıkımı yapımın önüne geçer. Kayıp özellikle alt omurlar, kalça ve uyluk kemiğinde yoğunlaşır — yani Dünya'da vücudun ağırlığını taşıyan bölgelerde.

Kaslarda da aynı mantık işler. En çok etkilenenler bacak ve sırt kasları, yani duruşu koruyan kaslar; ağırlıksızlıkta bunların yapacak işi kalmaz. Egzersizsiz bir astronot altı ayda genel kas kütlesinin yaklaşık yüzde 15'ini, bacak kaslarının yüzde 30'una kadarını kaybedebilir. Dolaşım sistemi de gevşer: Kanada Uzay Ajansı'nın ifadesiyle “kalp Dünya'da olduğu kadar çalışmak zorunda kalmadığı için kardiyovasküler sistem tembelleşir”.

Üç makine

İstasyonda egzersiz üç cihazla yapılır ve üçü de ağırlıksızlık için yeniden tasarlanmıştır.

ARED — ağırlık kaldırmanın ağırlıksız hali

Ağırlıksızlıkta halter işe yaramaz: 100 kiloluk bir plaka da havada süzülür. Advanced Resistive Exercise Device bu yüzden ağırlık yerine vakum kullanır: silindirlerin içindeki pistonlar, kaldıraç düzeneğiyle birlikte dirence dönüşür; bir kablo-volan düzeneği de serbest ağırlığın kaldırılırken hissedilen ataletini taklit eder. Barda üretilebilen kuvvet 600 pound (2.700 newton), kabloda 150 pound (670 newton); Kanada Uzay Ajansı aynı değeri “barda ya da kabloda 272 kilograma kadar direnç” diye veriyor. Cihaz 2009'da istasyona kuruldu ve selefi iRED'in iki katı yük sağlıyor. Squat, deadlift ve topuk kaldırma gibi hareketlerle özellikle alt vücut kas kaybını önlemekte etkili.

Koşu bandı — kayışlarla yere bastırılmak

Ağırlıksızlıkta koşu bandının üstünde durmak imkânsızdır; astronot ilk adımda havaya kalkar. Çözüm bir koşum takımı: omuzlardan ve kalçadan geçen kayışlar, vücudu banda doğru çeker. Yük rastgele değil, kişinin vücut ağırlığına göre ayarlanır — görevin başında ağırlığının yüzde 60'ı kadar, ilerleyen aylarda yüzde 85'ine kadar çıkar. İstasyonun koşu bandı T2/COLBERT, Tranquility modülünde duruyor ve özel bir titreşim yalıtımıyla tasarlandı: amaç, astronot koşarken hassas mikroyerçekimi deneylerinin sarsılmaması.

CEVIS — oturaksız bisiklet

Sabit bisiklette de oturmaya gerek yoktur, çünkü oturulacak bir ağırlık yoktur. Astronot tutamaklardan kavrayarak kendini yerinde tutar ve pedal çevirir. CEVIS daha çok dayanıklılık ve kalp-damar çalışması için kullanılır.

Cihazların kısa tarihi

İstasyonun ilk yıllarında direnç çalışması için iRED adlı geçici bir düzenek kullanılıyordu; ARED 2009'da kurulduğunda üretebildiği yükü iki katına çıkardı. Koşu bandının adı olan COLBERT ise bir kısaltma: “Combined Operational Load Bearing External Resistance Treadmill”. Cihaz Tranquility modülünde duruyor ve titreşim yalıtımı sayesinde astronot koşarken mikroyerçekimi deneylerinin bozulmasını engelliyor — bir istasyonda koşu bandı kurmanın en ince mühendislik sorunu da buydu, çünkü her adım bütün yapıyı sarsar.

Cihazlar da bakım gerektiriyor: 2014'te mürettebat COLBERT'in arızalanan ivmeölçerini değiştirip bandın hız testlerini yeniden yaptı. İstasyonda hiçbir ekipman için “servise götürmek” diye bir seçenek olmadığından, bu tür tamirler günlük programın parçası.

İşe yarıyor mu?

Kısmen. İki saatlik program, kas kaybını büyük ölçüde durdurabiliyor; Kanada Uzay Ajansı'nın belirttiğine göre programa titizlikle uyan bazı astronotlar Dünya'ya çıktıklarından daha fazla kas kütlesiyle dönüyor. Kemikte durum daha zor: egzersize rağmen ayda yüzde 1 civarında kayıp sürüyor. Üç-dört aylık bir uçuştan sonra kaybedilen kemik yoğunluğunun geri kazanılması 2-3 yıl alıyor. Bu, Mars yolculuğu gibi yıllar sürecek görevlerin önündeki en ciddi tıbbi engellerden biri; istasyonda yürütülen insan araştırmalarının önemli bir bölümü de bu kaybı yavaşlatacak yöntemleri arıyor.

Dönüşte ortaya çıkan diğer sorun dengedir: aylarca “aşağı”sı olmayan bir ortamda yaşayan iç kulak ve kaslar, Dünya'ya inince ayakta durmayı yeniden öğrenmek zorunda kalır. Bu yüzden dönen mürettebat, inişin ardından ayakta durma, yürüme ve dengeyi yeniden kazanmak için bir rehabilitasyon programına alınır.

Merak edebilecekleriniz

Egzersiz nasıl bölünüyor? Program hem direnç çalışmasını (ARED) hem kalp-damar çalışmasını (koşu bandı, CEVIS) içerir; ikisi günün farklı saatlerine dağıtılabilir.

Terleyince ne oluyor? Ter ağırlıksızlıkta akmaz, deride film halinde birikir; havluyla alınır. Havadaki nemi nem alıcılar toplar ve bu su da arıtılıp içme suyuna döner — ayrıntısı “Uzayda tuvalet, banyo ve kişisel temizlik” sayfasında.

Kemik kaybı dışında ne oluyor? Sıvıların başa kayması, görmede değişiklikler, kalbin biçim ve işleyişinde uyarlanmalar, bağışıklık sisteminde dalgalanmalar. “Uzay insan vücudunu nasıl değiştirir?” sayfasında anlatılıyor.

Egzersiz tek başına yeterli mi? Kas için büyük ölçüde yeterli, kemik için değil: spora rağmen ayda yüzde 1 civarında kayıp sürüyor. Beslenme de devreye giriyor — uzun görevlerde kalsiyum ihtiyacı günde 1.200 miligrama çıkıyor.

Egzersiz cihazları bozulursa? İstasyonda birden fazla cihaz ve yedek parça bulunur; bozulan parçalar mürettebat tarafından yerinde değiştirilir. Örneğin COLBERT'in ivmeölçerinin değişimi 2014'te mürettebatın yaptığı bakım işlerinden biriydi.