i næsten et år boede identiske tvillinger Scott og Mark Kelly i forskellige verdener — bogstaveligt talt. Mark nød jordbunden pensionering i Tucson, Ari.. I mellemtiden flydede Scott i mikrogravitet ombord på Den Internationale Rumstation omkring 400 kilometer (250 miles) over planeten. Dette års mellemrum har givet forskere det klareste blik endnu på, hvordan langvarig rumflyvning kan påvirke den menneskelige krop.,
ti videnskabsteams i NASAs tvillingstudie undersøgte brother astronauterne før, under og efter Scotts 340 dage i rummet. Holdene studerede hver Tvillings kropsfunktioner. De kørte hukommelsestest. Og de undersøgte mænds gener og så på, hvilke forskelle der kunne skyldes rumrejser.
de længe ventede resultater optrådte 12.April i videnskaben. De bekræfter, at langvarig rumrejse understreger menneskekroppen på mange måder. Space living kan ændre gener og sende immunsystemet i overdrive. Det kan sløve mentale ræsonnementer og hukommelse.,
Dette er “den mest omfattende opfattelse, vi nogensinde har haft af menneskets reaktion på rumflyvning,” siger Susan Bailey. Hun studerer stråling og kræft ved Colorado State University i Fort Collins. Hun ledede også et af NASA-forskerteams. Hun siger, at det stadig er uklart, om de ændringer, der ses, vil forårsage langvarig skade.
gener i rummet
forskerne kunne ikke gå med Scott, da han kom ind i rummet i Marts 2015. Så han var nødt til at hjælpe dem. Mens han var i kredsløb, indsamlede han prøver af hans blod, urin og afføring., Andre besøgende astronauter bragte dem tilbage til jorden. Derefter kørte forskerteamene en række forskellige tests for at analysere forskellige kropsfunktioner. De sammenlignede disse data med dem, der blev taget før og efter Scotts rumflyvning.Scotts prøver fra rummet viste mange genetiske ændringer fra dem, der blev taget på jorden. Mere end 1.000 af hans gener havde kemiske markører, der ikke var i hans preflight prøver eller i prøver fra Mark. Disse kemiske markører kaldes epigenetiske (Ep-ih-jeh-NET-ik) tags. De kan tilføjes eller fjernes på grund af miljømæssige faktorer. Og de påvirker hvordan gener virker., Et tag kan påvirke deres aktivitet ved at bestemme, om, hvornår eller hvor længe et gen er tændt eller slukket.
Nogle af Scotts gener ændrede sig mere end andre. Dem med de mest epigenetiske tags hjalp med at regulere DNA, fandt Baileys team. Nogle håndterer DNA-reparation. Andre styrer længden af spidserne af kromosomer, kaldet telomerer.
telomerer menes at beskytte kromosomer. Forkortede telomerer har været forbundet med aldring og sundhedsmæssige risici, såsom hjertesygdomme og kræft. Forskerne havde forventet Scotts telomerer kunne forkorte i den lave tyngdekraft og høj stråling af rummet., Så de blev overrasket over at opdage, at de faktisk var vokset — 14,5 procent længere.
denne vækst varede dog ikke. Inden for 48 timer efter hans marts 2016 vender tilbage til jorden, skrumpede Scotts telomerer hurtigt. Inden for flere måneder, de fleste af dem var tilbage til preflight længder. Men nogle telomerer var blevet endnu kortere. “Det kan være, hvor han kan være i øget risiko” for kræft eller andre sundhedsmæssige problemer, siger Bailey.,
Christopher Mason undersøgelser human genetik ved Weill Cornell Medicine i New York City. Hans gruppe kiggede på, hvilke gener der blev påvirket af rumflyvning., I Scotts tidlige blodprøver fra rummet bemærkede Masons team mange immunsystemgener, der blev skiftet til aktiv tilstand. Mens en krop er i rummet, ” immunsystemet er på næsten en høj alarm som en måde at forsøge at forstå dette nye miljø,” siger Mason.Scotts kromosomer gennemgik også mange strukturelle ændringer, fandt et andet hold. Kromosomdele blev byttet, vendt på hovedet eller endda fusioneret. Sådanne ændringer kan føre til infertilitet eller visse former for kræft.
Michael Snyder, der ledede et andet af holdene, blev ikke overrasket over sådanne ændringer., “Dette er naturlige, væsentlige stressresponser,” siger han. Snyder studerer human Genetik ved Stanford University i Californien. Hans gruppe kiggede efter stress-forårsaget skift i tvillingernes immunsystem, stofskifte og produktion af proteiner. Det er sandsynligt, at højenergipartikler og kosmiske stråler i rummet forværrede ændringerne i Scotts kromosomer, siger Snyder.
varige effekter
de fleste ændringer, som Scott oplevede i rummet, vendte tilbage, når han vendte tilbage til jorden. Men ikke alt.forskerne testede Scott igen efter seks måneder tilbage på land., Cirka 91 procent af de gener, der havde ændret aktivitet i rummet, var nu tilbage til det normale. Resten forblev i rumtilstand. Hans immunsystem, for eksempel, forblev på høj alarm. DNA-reparationsgener var stadig alt for aktive, og nogle af hans kromosomer var stadig topsy-turvy. Hvad mere er, Scotts mentale evner var faldet fra preflight niveauer. Han var langsommere og mindre præcis på korttidshukommelse og logiske tests.
det er uklart, om disse resultater helt sikkert er fra rumflyvning. Det skyldes dels, at observationerne kun er fra en person., “Bundlinie: der er et ton, vi ikke ved,” siger Snyder.
flere svar kan komme fra kommende missioner. Sidste oktober finansierede NASA 25 nye projekter, som hver kunne sende op til 10 astronauter på årelange rummissioner., Og den 17. April annoncerede NASA et udvidet rumbesøg for den amerikanske astronaut Christina Koch. Hun nåede den internationale rumstation i Marts. Denne mission, indtil februar 2020, vil gøre hendes rumflyvning den længste endnu for en kvinde.
men for at lære, hvordan rummet virkelig påvirker sundheden, kan det kræve endnu længere ture. En mission til Mars og tilbage ville tage en anslået 30 måneder. Det ville også sende astronauter ud over jordens beskyttende magnetfelt. Det felt beskytter mod DNA-skadelig stråling fra soludbrud og kosmiske stråler.,
kun astronauter på månens missioner er gået ud over Jordens magnetfelt. Ingen af disse ture varede mere end et par dage hver. Så ingen har brugt endnu et år i det ubeskyttede miljø, endsige 2,5 år.
Markus L Markbrich arbejder på Det Tekniske Universitet i Darmstadt i Tyskland. Selvom han ikke er en del af NASA t .ins-undersøgelsen, undersøger han strålingens virkninger på kroppen. De nye data er imponerende, siger han, men fremhæver, at vi endnu ikke er klar til længerevarende rumrejser.,
en måde at undgå så lange rumeksponeringer ville være at fremskynde turen, bemærker han. Måske kunne nye måder at drive raketter gennem rummet nå fjerne steder hurtigere. Men mest af alt, siger han, at sende folk til Mars vil kræve bedre måder at beskytte folk mod stråling i rummet.