Uzay Yolcuları'ndaki gibi kış uykusuyla yıldızlara gidilebilir mi?

Morten Tyldum'un yönettiği, Jennifer Lawrence ile Chris Pratt'in başrollerini paylaştığı Uzay Yolcuları (Passengers), Aralık 2016'da vizyona girdi. Film, aşırı kalabalık Dünya'dan Homestead II adlı bir koloni gezegenine giden Avalon gemisinde geçiyor. Gemide uyku kapsüllerinde 5 bin yolcu ve 258 mürettebat var; yolculuk 120 yıl sürecek. Yolculuğun yaklaşık 30. yılında bir asteroit çarpması gemiye zarar veriyor ve makine mühendisi Jim Preston, varıştan 90 yıl önce uyanıyor. Kapsülüne geri dönemiyor, Dünya'dan yardım istemek için de mesafe çok büyük.

Filmin iki büyük varsayımı var: insanların on yıllarca bozulmadan "uyutulabilmesi" ve yıldızlararası bir yolculuğun bir asırda tamamlanabilmesi. İkisini de gerçek araştırmalarla karşılaştıralım.

Film ne gösteriyor?

Avalon bir "uyuyan gemi". Yolcular kapsüllerde bilinçsiz ve yaşlanmadan bekliyor, varıştan kısa süre önce uyandırılıyor. Bu, bilimkurguda iki ana yıldızlararası yolculuk modelinden biri. Diğeri "kuşak gemisi": yolculuk o kadar uzun sürer ki gemide insanlar doğar, yaşar ve ölür; hedefe ilk yolcuların torunları varır. Uzay Yolcuları, Jim'in erken uyanmasıyla bu iki modeli istemeden birleştiriyor: uyuyan bir gemide, bir ömrü yolda geçirmek zorunda kalan biri.

Gerçekte insan kış uykusu: tıptaki karşılığı

İnsanlar ayılar gibi kış uykusuna yatmaz. Ama tıpta buna en yakın uygulama yıllardır kullanılıyor: terapötik hipotermi. Kalp durması ya da ağır beyin travması gibi durumlarda hastanın vücut sıcaklığı kontrollü biçimde birkaç derece düşürülüyor, böylece metabolizma yavaşlıyor ve beyin korunuyor. NASA'nın desteklediği bir çalışmanın aktardığına göre, Çin'de ağır beyin travmalı hastalarla yapılan araştırmalarda vücut sıcaklığı 33-35 °C'de 14 güne kadar tutuldu. Bilinen sınır şimdilik bu: günler, en fazla birkaç hafta.

Doğada ise çok daha uzun süreler var. Madagaskar'da yaşayan cüce lemur, kış uykusuna yattığı bilinen tek primat; beş aya varan uyku dönemlerinde metabolizmasını aktif durumunun yüzde 2'sine kadar düşürebiliyor. Kara ayılar da uyurken idrardaki azotlu atıkları geri emerek kas kaybını önlüyor. Araştırmacılar, insanda benzer bir durumun nasıl tetiklenebileceğini bu hayvanlardan öğrenmeye çalışıyor.

NASA ve ESA ne çalışıyor?

NASA'nın ileri kavramlar programı NIAC, 2013'te SpaceWorks şirketine Mars yolculuğu için bir "uyuşukluk (torpor) habitatı" çalışması verdi. John Bradford'un yürüttüğü çalışmada fikir, mürettebatı Mars'a giden ve dönen yolda terapötik hipotermiyle uyutmak, bu sırada damar yoluyla beslemek ve kaslarını elektrikle uyarmaktı. 2014'te tamamlanan raporda, böyle bir habitatın NASA'nın referans tasarımına göre yüzde 52-68 daha hafif olabileceği hesaplandı. Proje 2016'da ikinci aşamaya geçti.

Avrupa Uzay Ajansı ESA da Kasım 2019'da benzer bir değerlendirme yayımladı. Altı kişilik, beş yıllık bir Mars görevini temel alan çalışmada, yolcuların karanlık ve soğuk, tek kişilik yumuşak kapsüllerde ilaçla uyutulması öngörüldü. Sonuç, uzay aracı kütlesinin yaklaşık üçte bir azalabileceğiydi. Plana göre Dünya-Mars yolu 180 gün sürecek, uyanıştan sonra 21 günlük bir toparlanma dönemi olacaktı. ESA'nın SciSpacE ekibinden Jennifer Ngo-Anh, bazı iri ayılarda görüldüğü gibi metabolizmayı yüzde 75 düşürmenin büyük kütle ve maliyet tasarrufu sağlayabileceğini söyledi; ama bu bir hedef, ulaşılmış bir sonuç değil. Ekibin çizdiği yol haritası, insanı Mars için güvenle uyutacak bir yöntemi 20 yıl içinde doğrulamayı amaçlıyordu.

Laboratuvardan da ilginç sonuçlar geliyor. Washington Üniversitesi'nden Hong Chen'in ekibi 2023'te Nature Metabolism'de yayımladığı çalışmada, beynin sıcaklık ve metabolizmayı düzenleyen bölgesini ultrasonla uyararak farelerde kış uykusuna benzer bir durum oluşturdu. Farelerin vücut sıcaklığı yaklaşık bir saat boyunca 3 °C kadar düştü, kalp atışları yüzde 47 civarında yavaşladı. Doğal olarak uyuşukluğa girmeyen sıçanlarda da hafif bir etki görüldü. Uzay uçuşlarının uyku üzerindeki etkisini uzay yolculuğu, uyku ve biyolojik saat yazımızda ayrıca ele almıştık.

Yıldızlar gerçekte ne kadar uzak?

Homestead II kurgusal bir gezegen, ama gerçek mesafeler hakkında fikir verebiliriz. Güneş'e en yakın yıldız Proxima Centauri yaklaşık 4,24 ışık yılı uzakta. İnsan yapımı en uzak araç olan Voyager 1, Güneş Sistemi'nden saniyede yaklaşık 17 kilometre hızla uzaklaşıyor; bu hızla Proxima Centauri'ye varmak yaklaşık 75 bin yıl sürerdi. 2016'da duyurulan Breakthrough Starshot girişimi ise gram ölçeğindeki minik sondaları güçlü lazerlerle ışık hızının yüzde 20'sine çıkarmayı ve Alpha Centauri sistemine yaklaşık 20 yılda ulaştırmayı hedefliyor; ama bu, yavaşlayamayan, insan taşımayan ve henüz kavram aşamasındaki bir proje.

Avalon'un 120 yılda bir koloniye ulaşması, insan taşıyan dev bir geminin ışık hızının hatırı sayılır bir kesrine çıkabileceğini varsayıyor. Bugün bunu sağlayacak bir itki sistemi yok.

Nerede haklı, nerede değil?

• Haklı: Metabolizmayı yavaşlatmak uzun yolculukta yiyecek, su, oksijen ve yaşam alanı ihtiyacını azaltır; NASA ve ESA çalışmaları bunu sayılarla gösteriyor.
• Haklı: Uyuyan bir mürettebatla gemi büyük ölçüde kendi kendini yönetmek zorunda kalır; ESA çalışması da yapay zekâ ve otomatik arıza yönetimine ihtiyaç duyulacağını vurguluyor.
• Kurgu: İnsanların 120 yıl boyunca yaşlanmadan uyutulması. Bugünkü sınır insanda günler; doğal kış uykusuna yatan hayvanlarda bile aylar.
• Kurgu: İnsan taşıyan bir geminin bir asırda yıldızlararası koloni kurması; bunun için gereken hıza yakın bir teknoloji yok.

Uzay Yolcuları'nın kapsülleri bugün değil, belki Mars yolculuğu ölçeğinde gerçeğe yaklaşabilir. Yıldızlara uyuyarak gitmek ise hem tıbbın hem de itki teknolojisinin henüz çözemediği iki ayrı problemi birlikte gerektiriyor.