Kuulsas Einsteini mõttekatses, mida nimetatakse kaksikparadoksiks, vananeb kosmosest keerisev kaksik Maa peal asuva kaksikuga võrreldes aeglasemalt, mis tuleneb valguse kiirusel lähenedes aja laienemisest.
Kuid NASA kaksik-astronaute reaalses stsenaariumis uurinud teadlased leidsid mõneti vastupidist: astronaut Scott Kelly võis vananeda vaid pisut kiiremini tänu oma aastasele võistlusele Rahvusvahelises Kosmosejaamas (ISS) võrreldes oma maapinnal asuva venna Markiga.
Pidage meeles, et Albert Einsteini füüsika teooriad on ohutud; Scott Kelly ei sõitnud isegi kerge kiiruse lähedale. Küsimus on bioloogilises reaalsuses, mille kohaselt võib elu orbiidil - koos selliste ohtudega nagu kiirgus, mikrogravitatsioon, halb uni ja kitsad tingimused - mõjutada keha, kiirendades vananemisprotsessi ja suurendades vähiriski.
Scott Kelly ja kõigi teiste kosmosesse tunginud vaprate hingede õnneks ei paista need halvad mõjud olevat äärmuslikud ja näib, et täna (aprillis) avaldatud NASA kaksikute uuringu kõige põhjalikuma analüüsi kohaselt suudab keha enamasti taastuda. 11) ajakirjas Science.
NASA kaksikute uuring
Võimalus uurida ainsaid teadaolevaid identseid kaksikuid, rääkimata õdedest-vendadest, kes on mõlemad kosmosesse sõitnud, oli NASA jaoks liiga suur, et seda edasi anda. Mark lendas neljal NASA kosmosemissioonil, millest igaüks kestis alla kahe nädala, ja läks 2011. aastal pensionile.
Scott lendas ka neljal NASA kosmosemissioonil ja esimesed kolm olid lühikesed. Neljanda missiooni jaoks saatis NASA Scott siiski 2015. aastal 342 päevaks ISS-i. Eesmärk oli uurida pika kosmoselennu tervisemõjusid, mis oleksid sama pikad kui üheksa kuud, mis kulub Marsile sõitmiseks. Scotti ja Markiga leidis NASA ideaalsed katse- ja kontrollisikud, sest vendadel on sama DNA.
Kaksikuid jälgiti enne peaaegu aasta pikkust lendu, selle ajal ja pärast seda. Täna avaldatud uuring esindab kümmet eraldiseisvat uurimist - ülalt alla, st aju tunnetusest ja nägemistervisest kuni soolebakterite muutumiseni -, mille viisid läbi ülikoolipõhised biomeditsiini teadlased, kes pole NASAga üldse seotud.
Peamine tõdemus oli see, et Scott taastus enamasti oma kosmoseaastast pärast tervet aastat tagasi Maa peal. Kuid seda öeldes, oli ka mõnda uudishimulikku tähelepanekut.
Telomeerid ja kiirgus
Orbiidil viibides tõusis Scotti telomeeride pikkus - mis on iga kromosoomi lõpus leiduvad molekulaarsed korgid - see on vastupidise vananemise märk. Telomeetri pikkus väheneb vananedes tavaliselt. Colorado osariigi ülikooli kiirgusvähi bioloogia ja onkoloogiaprofessori ning uuringu ühe juhtiva uurija Susan Bailey sõnul oli see esimene veenev telomeeri pikenemise tähelepanek Maa peal või kosmoses.
Kuid Scott kaotas need kasumid pärast Maale naasmist pikka aega ja võib tegelikult oma telomeeridele kestvat kahju tekitada, ütles Bailey. (Pole selge, mis põhjustas Scotti telomeeride pikenemise kosmoses.)
"Scotti keskmine telomeeri pikkus pärast lendu stabiliseerus tema eellennunduse lähedale," rääkis Bailey Live Science'ile. "Siiski oli tal pärast lendu palju rohkem lühikesi telomeere kui varem. Ja just siin on minu arvates pikaajaline tervisemõju - võib-olla suureneb kiirenenud vananemise või sellega seotud vanusega seotud patoloogiate, nagu südame-veresoonkonna haigused ja mõned vähid. "
Samuti oli Scottil vähemalt enne aastat pärast lendu eellennundusega võrreldes immuunsuse ja DNA parandamise süsteemides muutusi.
"Me ei tea veel, kas see on hea või halb, kuid võime öelda, et tundub, et Maa tingimustega kohanemise protsess võtab natuke aega," ütles Christopher Mason, Weill Cornell Medicine füsioloogia ja biofüüsika dotsent. New Yorgis, samuti uuringu juhtiv uurija.
Mason ütles Live Science'ile, et pole teada ka see, kas Scottil on pikaajaliselt suurenenud vähirisk tänu kokkupuutele kosmilise ja päikesekiirgusega ISS-is. Nii Markil kui ka Scottil diagnoositi ja raviti edukalt eesnäärmevähki 2007. aastal, viidates nende geneetilisele sarnasusele. Scott on aga kirjeldanud kosmosekiirguse võimalikku vähiohtu kui tema sees tiksunud ajapommi.
Pikaajalised kosmosereisid ja tervis
Hoolimata sellest, et valimi suurus on ainult üks või võib-olla kaks, on NASA kaksikute uuringul pikaajalise kosmosereisi terviseriskide mõistmisel lai tähendus, ütles Darmstadti Tehnikaülikooli kiirgusbioloogia ja DNA parandamise professor Markus Löbrich. Saksamaa. Löbrich ei olnud uuringu osa, kuid kirjutas kaasneva perspektiivitüki, mis avaldati ka ajakirjas Science.
Löbrich ütles Live Science'ile, et kosmosereisimise tervisemõjudest on teada üsna vähe, kuid NASA kaksikute uuring on astunud esimesed sammud riskide kvantifitseerimiseks. Ta ütles, et näiteks telomeeri muutused on potentsiaalselt tõsised ja võivad olla osakeste kiirguse tagajärg. Kiirgusdoos Marsi-missioonil võib olla kuni viis korda suurem kui ISS-i missioonil, seega peab NASA mõtlema, kuidas kaitsta sinna ja tagasi reisivaid astronaute.
Kuid kiirgusekspert ning Marsi seltsi asutaja ja president Robert Zubrin ütles Live Science'ile, et NASA kaksikute uuring "toetab juhtumit, et kiirgus ei ole inimeste Marsi missioonide showstopper".
Uuringuga mitte seotud Zubrin hindas, et ISS-i kiirgusdoos, mis on osaliselt päikese- ja kosmilise kiirguse eest varjestatud, on samaväärne doosiga, mis saadakse kuuekuulise marsruudi järel Marsil, kõige kiiremal kiirusel, mis praegused tõukemeetodid võivad meid sinna viia. Niisiis, asjaolu, et Scott Kelly ei avaldanud oma aastasele ISS-i viibimisele otsest kahjulikku mõju, nagu see kehtib ka teiste inimeste kohta, kellel on olnud võrreldav kumulatiivne kiirguse kokkupuude kosmoses, hästi Marsi uurimiseks, ütles Zubrin.
Terviseohtude minimeerimiseks oleks parim stsenaarium kiirem Marsile jõudmine. Kerge kiirusega liikudes, nagu Einsteini kaksik, jõuaksime kohale mõne minuti pärast. Sellise fantastilise tõukejõu läbimurre takistades peame leppima kuue kuni üheksa kuuga. Tänu Scott ja Mark Kellyle on teadlased nüüd kindlamad, et reis, hoolimata vaevalisest, ei ole tõenäoliselt surmav.
Järgige Christopher Wanjekit @wanjek tervise ja teaduse igapäevaste säutsude jaoks. Wanjek on artikli autor "Kosmosereisijad: kuidas inimesed lepivad Kuu, Marsi ja kaugemaga" Harvard University Pressilt, kevad 2020.
