Kuuluisessa Einsteinian-ajatuskokeessa, jota kutsuttiin kaksoisparadoksiksi, kaksoinen, joka aloitti pyörivän lennon avaruuden läpi, ikääntyisi hitaammin kuin kaksois vasemmalle takaisin kotonaan maan päällä, seurauksena ajan laajenemisesta matkustettaessa lähellä valonopeutta.
Mutta tutkijat, jotka tutkivat NASA: n kaksois-astronauteja tosielämän skenaariossa, havaitsivat jonkin verran päinvastoin: Astronautti Scott Kelly saattaa olla ikääntynyt vain hiukan nopeammin johtuen vuotuisesta työstään kansainvälisessä avaruusasemassa (ISS) verrattuna hänen maapallon veljekseen Markiin.
Huomaa, Albert Einsteinin fysiikan teoriat ovat turvallisia; Scott Kelly ei matkustanut edes lähellä valonopeutta. Kyse on biologisesta todellisuudesta, jonka kiertoradalla tapahtuva elämä - sellaisilla vaaroilla kuin säteily, mikropaino, huono uni ja ahtaat olosuhteet - voi viedä vartalon paikoilleen, nopeuttaa ikääntymisprosessia ja mahdollisesti lisätä syöpäriskiä.
Scott Kellyn ja kaikkien muiden avaruuteen ilmestyvien rohkeiden sielujen onneksi nämä huonot vaikutukset eivät vaikuta olevan äärimmäisiä ja kehon näyttää kykenevän enimmäkseen toipumaan, tänään (huhtikuussa) julkaistun NASA Twins -tutkimuksen perusteellisimman analyysin mukaan. 11) Science-lehdessä.
NASA-kaksosetutkimus
Mahdollisuus tutkia ainoat tunnetut identtiset kaksoset, puhumattakaan sisaruksista, jotka ovat molemmat matkustaneet avaruuteen, oli NASA: lle liian mahtava. Mark lensi neljään NASA-avaruusoperaatioon, joista jokainen kestää alle kaksi viikkoa, ja jäi eläkkeelle vuonna 2011.
Scott lensi myös neljässä NASA-avaruusoperaatiossa, ja kolme ensimmäistä olivat lyhyitä. Neljännessä tehtävässä NASA lähetti kuitenkin Scottin ISS: ään 342 päivään vuonna 2015. Tavoitteena oli tutkia pitkän avaruuslennon terveysvaikutuksia, jotka olivat samanlaisia kuin yhdeksän kuukautta, joka matkalle Marsille kuluu. Scott ja Mark kanssa NASA löysi täydelliset testi- ja kontrollikohteet, koska veljillä on sama DNA.
Kaksosia tarkkailtiin ennen melkein vuoden kestävää lentoa, sen aikana ja sen jälkeen. Tänään julkaistu tutkimus edustaa kymmentä erillistä tutkimusta - ylhäältä alaspäin, ts. Aivojen kognitiosta ja näköterveydestä aina suolen bakteerien muutoksiin - suorittaneet yliopistopohjaiset biolääketieteelliset tutkijat, jotka eivät ole suuresti sidoksissa NASA: han.
Tärkein havainto oli, että Scott toipui suurimmaksi osaksi avaruudessa vietetystä vuodesta täydellisen vuoden takaisin Maapallolla. Mutta se sanoi, että oli joitain uteliaita havaintoja.
Telomeerit ja säteily
Kiertoradalla Scott-telomeerien, jotka ovat kunkin kromosomin lopussa löydettyjä molekyylikapsetteja, pituus todella kasvoi, merkki käänteisestä ikääntymisestä. Telomeerin pituus pienenee tyypillisesti ikääntyessä. Colorado State Universityn säteilysyövän biologian ja onkologian professori ja yhden tutkimuksen johtavista tutkijoista Susan Bailey sanoi, että tämä oli ensimmäinen vakuuttava havainto telomeerin pidentymisestä maapallolla tai avaruudessa.
Mutta Scott menetti nämä voitot pitkään palattuaan Maahan ja saattaa itse asiassa aiheuttaa pysyviä vaurioita telomeereilleen, Bailey sanoi. (On epäselvää, mikä sai aikaan Scottin telomeerien pidentymisen avaruudessa.)
"Scottin keskimääräinen telomeeripituus lennon jälkeen vakiintui lähelle preflight-tasoa", Bailey kertoi Live Science: lle. "Lennon jälkeen hänellä oli kuitenkin paljon enemmän lyhyitä telomeerejä kuin ennen. Ja tässä mielessä pitkän aikavälin terveysvaikutus on - mahdollisesti nopeamman ikääntymisen tai siihen liittyvien ikään liittyvien patologioiden, kuten sydän- ja verisuonisairauksien, kuten joidenkin sydän- ja verisuonitautien, lisääntynyt riski. syöpiä."
Lisäksi Scottilla oli ainakin vuoden ajan lennon jälkeen jatkuvia muutoksia immuunijärjestelmissä ja DNA: n korjausjärjestelmissä verrattuna esilentoon.
"Emme vielä tiedä, onko hyvä vai huono, mutta voidaan sanoa, että näyttää siltä, että sopeutuminen takaisin maan olosuhteisiin vie vähän aikaa", kertoi Christopher Mason, fysiologian ja biofysiikan apulaisprofessori Weill Cornell Medicine -sivustolta. New Yorkissa, myös tutkimuksen johtava tutkija.
Mason kertoi Live Sciencelle, että ei myöskään ole tiedossa, onko Scottilla pitkällä aikavälillä lisääntynyt syöpäriski johtuen hänen altistumisestaan kosmiselle ja auringon säteilylle ISS: n aluksella. Sekä Markilla että Scottilla diagnosoitiin ja hoidettiin menestyksekkäästi eturauhassyöpää vuonna 2007, mikä heijastaa heidän geneettistä samankaltaisuuttaan. Scott on kuitenkin kuvaillut avaruussäteilyn mahdollisen syövän uhan aikapommana, joka tikkaa hänen sisällään.
Pitkäkestoinen avaruusmatka ja terveys
Huolimatta siitä, että otoskoko on vain yksi tai ehkä kaksi, NASA-kaksosetutkimuksella on laajat vaikutukset pitkän aikavälin avaruusmatkailun terveysriskien ymmärtämiseen, kertoi Darmstadtin teknillisen yliopiston säteilybiologian ja DNA-korjauksen professori Markus Löbrich. Saksa. Löbrich ei ollut osa tutkimusta, mutta kirjoitti mukana olevan perspektiiviteoksen, joka julkaistiin myös Science-lehdessä.
Löbrich kertoi Live Science: lle, että avaruusmatkailun terveysvaikutuksista on tiedossa vain vähän, mutta NASA: n kaksosetutkimus on ottanut ensimmäiset askeleet riskien määrittämiseksi. Hän sanoi, että esimerkiksi telomeerimuutokset ovat mahdollisesti vakavia ja voivat johtua hiukkasten säteilystä. Säteilyannos Mars-operaatiossa voi olla jopa viisi kertaa suurempi kuin ISS-operaatiossa, joten NASA: n on pohdittava keinoja suojata sinne ja takaisin matkustavia astronauteja, hän sanoi.
Mutta säteilyasiantuntija, Mars-seuran perustaja ja presidentti Robert Zubrin kertoi Live Sciencelle, että NASA-kaksosetutkimus "tukee tapausta, että säteily ei ole näytteilleasettaja ihmisen Mars-tehtävissä."
Zubrin, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, arvioi, että ISS: n vuoden säteilyannos, joka on osittain suojattu aurinko- ja kosmiselta säteilyltä, olisi yhtä suuri kuin annos kuuden kuukauden matkalla Marsille nopeimmalla nopeudella, joka Nykyiset työntömenetelmät voisivat viedä meidät sinne. Joten se tosiasia, että Scott Kellyllä ei ollut välittömiä haittavaikutuksia vuotuisesta oleskelustaan ISS: ssä, kuten pätee muille ihmisille, joilla on ollut vastaava kumulatiivinen säteilyaltistus avaruudessa, suosii Marsin etsintää, Zubrin sanoi.
Marsille nopeampi pääsy olisi paras tapa minimoida terveysriskit. Matkaamme melko kevyellä nopeudella, kuten Einsteinin kaksos, saavuimme muutamassa minuutissa. Estämällä tällaisen fantastisen käyttövoiman läpimurron, meidän on asuttava kuuteen yhdeksään kuukauteen. Scottin ja Mark Kellyn ansiosta tutkijat ovat nyt varmempia siitä, että matka, vaikka se olisikin vaikea, ei todennäköisesti ole tappavaa.
Seuraa: Christopher Wanjek @wanjek päivittäisiä tweettejä terveydestä ja tieteestä. Wanjek on kirjoittanut "Avaruusmatkustajat: kuinka ihmiset asettavat kuun, Marsin ja sen jälkeen" julkaisusta Harvard University Press, kevät 2020.
