Pro téměř rok, identická dvojčata Scott a Mark Kelly žili v různých světech — a to doslova. Mark si užil zemský odchod do důchodu v Tucsonu, Ariza. Mezitím Scott plaval v mikrogravitaci na palubě Mezinárodní vesmírné stanice asi 400 kilometrů (250 mil) nad planetou. Ten rok od sebe dal vědcům nejjasnější pohled na to, jak dlouhodobé kosmické lety mohou ovlivnit lidské tělo.,
deset vědeckých týmů ve studii NASA Twins zkoumalo astronauty bratra před, během a po Scottových 340 dnech ve vesmíru. Týmy studovaly tělesné funkce každého dvojčete. Provedli testy paměti. A zkoumali mužské geny a hledali, jaké rozdíly mohou být způsobeny vesmírným cestováním.
dlouho očekávané výsledky se objevily 12. dubna ve vědě. Potvrzují, že dlouhé cestování vesmírem zdůrazňuje lidské tělo mnoha způsoby. Vesmírný život může změnit geny a poslat imunitní systém do overdrive. Může otupit duševní uvažování a paměť.,
Toto je“ nejkomplexnější pohled, který jsme kdy měli na reakci lidského těla na kosmické lety, “ říká Susan Bailey. Studuje záření a rakovinu na Colorado State University ve Fort Collins. Vedla také jeden z výzkumných týmů NASA. Podle ní ale stále není jasné, zda zaznamenané změny způsobí dlouhodobou újmu.
geny ve vesmíru
vědci nemohli jít se Scottem, když vstoupil do vesmíru v březnu 2015. Takže jim musel pomoct. Zatímco na oběžné dráze sbíral vzorky krve, moči a výkalů., Další hostující astronauti je přenesli zpět na Zemi. Poté výzkumné týmy provedly řadu různých testů k analýze různých tělesných funkcí. Porovnali tyto údaje s údaji pořízenými před a po Scottově kosmickém letu.
Scottovy vzorky z vesmíru ukázaly mnoho genetických změn od vzorků odebraných na Zemi. Více než 1000 jeho genů mělo chemické markery, které nebyly v jeho předletových vzorcích nebo ve vzorcích od Marka. Tyto chemické markery se nazývají epigenetické (Ep-ih-jeh-NET-ik) značky. Mohou být přidány nebo odstraněny kvůli faktorům prostředí. A ovlivňují, jak fungují geny., Značka může ovlivnit jejich aktivitu určením, zda, kdy nebo jak dlouho je gen zapnutý nebo vypnutý.
některé Scottovy geny se změnily více než jiné. Ti s nejvíce epigenetickými značkami pomohli regulovat DNA, zjistil Baileyho tým. Někteří řeší opravu DNA. Jiní řídí délku špiček chromozomů, nazývaných telomery.
předpokládá se, že telomery chrání chromozomy. Zkrácené telomery byly spojeny se stárnutím a zdravotními riziky, jako jsou srdeční choroby a rakovina. Vědci očekávali, že Scottovy telomery by se mohly zkrátit při nízké gravitaci a vysokém záření vesmíru., Tak byli překvapeni, zjistíte, že se vlastně vyrostl — 14,5 procenta déle.
tento růst však nevydržel. Během 48 hodin po návratu z března 2016 na Zemi se Scottovy telomery rychle zmenšily. Během několika měsíců se většina z nich vrátila do délky předletů. Ale některé telomery se ještě zkrátily. „To by mohlo být místo, kde by mohl být vystaven zvýšenému riziku“ rakoviny nebo jiných zdravotních problémů, říká Bailey.,
Christopher Mason studuje lidskou genetiku na Weill Cornell Medicine v New Yorku. Jeho skupina se podívala na to, které geny byly ovlivněny kosmickým světlem., Ve Scottových raných vzorcích krve z vesmíru, Masonův tým zaznamenal mnoho genů imunitního systému přepnutých do aktivního režimu. Zatímco tělo je ve vesmíru, „imunitní systém je téměř ve vysoké pohotovosti jako způsob, jak se pokusit pochopit toto nové prostředí,“ říká Mason.
Scottovy chromozomy také prošly mnoha strukturálními změnami, zjistil jiný tým. Části chromozomů byly vyměněny, převráceny vzhůru nohama nebo dokonce sloučeny. Takové změny mohou vést k neplodnosti nebo určitým typům rakoviny.
Michael Snyder, který vedl další z týmů, nebyl takovými změnami překvapen., „Jsou to přirozené, zásadní stresové reakce,“ říká. Snyder studuje lidskou genetiku na Stanfordské univerzitě v Kalifornii. Jeho skupina hledala stresové změny v imunitním systému dvojčat, metabolismu a produkci bílkovin. Je pravděpodobné, že částice s vysokou energií a kosmické paprsky ve vesmíru zhoršily změny Scottových chromozomů, říká Snyder.
trvalé účinky
většina změn, které Scott zažil ve vesmíru, se obrátila, jakmile se vrátil na Zemi. Ale ne všechno.
vědci Scotta znovu testovali po šesti měsících zpět na zemi., Zhruba 91 procent genů, které změnily aktivitu ve vesmíru, se nyní vrátilo do normálu. Zbytek zůstal ve vesmírném režimu. Jeho imunitní systém například zůstal ve vysoké pohotovosti. Geny pro opravu DNA byly stále příliš aktivní a některé z jeho chromozomů byly stále topsy-turvy. A co víc, Scottovy duševní schopnosti se snížily z předletových úrovní. Byl pomalejší a méně přesný při krátkodobých testech paměti a logiky.
není jasné, zda jsou tyto výsledky rozhodně z kosmického letu. To je částečně proto, že pozorování jsou pouze od jedné osoby., „Sečteno a podtrženo: je tu tuna, kterou neznáme,“ říká Snyder.
Další odpovědi mohou pocházet z nadcházejících misí. Loni v říjnu NASA financovala 25 nových projektů, z nichž každý mohl vyslat až 10 astronautů na celoroční vesmírné mise., A 17. Dubna NASA oznámila prodlouženou vesmírnou návštěvu americké astronautky Christiny Kochové. V březnu dorazila na Mezinárodní vesmírnou stanici. Tato mise, až do února 2020, učiní její kosmický let nejdelším pro ženu.
ale naučit se, jak prostor skutečně ovlivňuje zdraví, může vyžadovat ještě delší cesty. Mise na Mars a zpět by trvala odhadem 30 měsíců. Vyslala by také astronauty mimo ochranné magnetické pole Země. Toto pole chrání před zářením poškozujícím DNA ze slunečních světlic a kosmických paprsků.,
pouze astronauti na měsíčních misích překročili magnetické pole Země. Žádné z těchto cest netrvalo déle než několik dní. Nikdo tedy v nechráněném prostředí nestrávil ani jeden rok, natož 2,5 roku.
Markus Löbrich pracuje na Technické univerzitě v Darmstadtu v Německu. Ačkoli není součástí studie NASA Twins, zkoumá účinky záření na tělo. Nové údaje jsou působivé, říká, ale upozornit, že ještě nejsme připraveni na dlouhodobější cestování vesmírem.,
jedním ze způsobů, jak se vyhnout tak dlouhým expozicím v prostoru, by bylo urychlení cesty, poznamenává. Možná by nové způsoby pohonu raket vesmírem mohly rychleji dosáhnout vzdálených míst. Ale především, říká, posílání lidí na Mars bude vyžadovat lepší způsoby, jak chránit lidi před zářením ve vesmíru.