В известен мисловен експеримент на Айнщайн, наречен парадокс на близнаците, близнак, който предприе въртящ полет в космоса, ще остарява по-бавно в сравнение с близнака, оставен обратно на земята на Земята, в резултат на разширяване на времето, когато пътува близо до светлинната скорост.
Но учените, изучаващи астронавтите близнаци на НАСА в сценарий на реалния живот, откриха донякъде обратното: Астронавтът Скот Кели може би е остарял малко по-бързо в резултат на дългогодишния си престой в Международната космическа станция (МКС) в сравнение с неговия брат на Земята Марк.
Имайте предвид, теориите на физиката на Алберт Айнщайн са безопасни; Скот Кели не пътуваше дори близо до светлинната скорост. Спорна е биологичната реалност, че животът в орбита - с опасности като радиация, микрогравитация, лош сън и тесни условия - може да вземе своето влияние върху тялото, ускорявайки процеса на стареене и евентуално повишавайки риска от рак.
За щастие на Скот Кели и всички останали смели души, които се впускат в космоса, тези лоши ефекти не изглеждат крайни и тялото изглежда може да се възстанови най-вече, според най-задълбочения анализ на проучването на НАСА Twins, публикувано днес (април 11) в списание Science.
Проучването на близнаците на НАСА
Възможността да се изучат единствените известни еднакви близнаци, камо ли братя и сестри, които и двамата са пътували в Космоса, беше твърде голяма, за да може НАСА да премине. Марк лети в четири космически мисии на НАСА, всяка от които продължава под две седмици, и се пенсионира през 2011 г.
Скот също летеше в четири космически мисии на НАСА, а първите три бяха кратки. За четвъртата мисия обаче НАСА изпрати Скот в МКС за 342 дни през 2015 г. Целта беше да се проучат ефектите върху здравето от дълъг космически полет, с дължина, подобна на деветте месеца, които биха били необходими за пътуване до Марс. Със Скот и Марк НАСА намери перфектните тестове и контролни субекти, защото братята споделят една и съща ДНК.
Близнаците бяха наблюдавани преди, по време и след почти целогодишния полет. Изследването, публикувано днес, представлява 10 отделни изследвания - от горе до долу, тоест от мозъчното познание и здравето на зрението до промените в бактериите на червата - проведено от университетски биомедицински изследователи, които до голяма степен не са свързани с НАСА.
Ключовата констатация беше, че Скот се възстановява предимно от годината си в космоса след пълна година назад на Земята. Но това каза, имаше някои любопитни наблюдения.
Теломери и радиация
Докато е в орбита, дължината на теломерите на Скот - които са молекулни капачки, намиращи се в края на всяка хромозома - всъщност се увеличава, признак за обратно стареене. Дължината на теломера обикновено намалява с напредване на възрастта. Това беше първото убедително наблюдение на удължаването на теломерите на Земята или в Космоса, според Сюзън Бейли, професор по биология и онкология на радиационния рак в Колорадоския държавен университет и един от водещите изследователи на изследването.
Но Скот загуби тези печалби в дължина, след като се върна на Земята и всъщност може да има трайни щети върху теломерите си, каза Бейли. (Не е ясно какво е причинило теломерите на Скот да се удължават в космоса.)
„Средната теломерна дължина на Скот след полета се стабилизира до близо до нивата му преди полета“, каза Бейли пред Live Science. "Въпреки това той имаше много повече къси теломери след полета, отколкото преди. И точно там смятам, че дългосрочната последица за здравето е - вероятно е изложена на повишен риск от ускорено стареене или свързани с възрастта патологии като сърдечно-съдови заболявания и някои рак ".
Освен това, поне до една година след полета си, Скот имаше закъсняващи промени в имунната си система и за възстановяване на ДНК в сравнение с преди полета.
"Все още не знаем дали е добро или лошо, но можем да кажем, че изглежда, че процесът на адаптиране обратно към условията на Земята отнема малко време", казва Кристофър Мейсън, доцент по физиология и биофизика в Weill Cornell Medicine в Ню Йорк, също водещ следовател по проучването.
Мейсън заяви пред Live Science, че също така не е известно дали Скот е изложен на повишен риск от рак в дългосрочен план в резултат на излагането му на космическа и слънчева радиация на борда на МКС. И Марк, и Скот бяха диагностицирани и успешно лекувани за рак на простатата през 2007 г., което е кимване към генетичната им прилика. Скот обаче описа потенциалната заплаха от рак от космическото лъчение като бомба със закъснител, която тика вътре в него.
Дълготрайно космическо пътуване и здраве
Въпреки че има извадка с размер само на един или може би два, проучването на НАСА Близнаци има широко значение за разбирането на рисковете за здравето при продължително пътуване в космоса, заяви Маркус Лобрич, професор по радиационна биология и ремонт на ДНК в Технологичния университет в Дармщат Германия. Лобрич не беше част от изследването, но съавтор написа съпътстващо перспективно парче, публикувано и в списание Science.
Лобрич каза на Live Science, че ценно малко се знае за ефектите върху космическите пътувания върху здравето, но проучването на НАСА Близнаци е направило първите стъпки в количественото определяне на рисковете. Той каза, че промените в теломерите например са потенциално сериозни и могат да бъдат резултат от излъчване на частици. Дозата на радиация при мисия на Марс може да бъде до пет пъти по-висока, отколкото при мисия на МКС, така че НАСА трябва да измисли начини за защита на астронавтите, пътуващи там и обратно, каза той.
Но Робърт Зубрин, експерт по радиация и основател и президент на Марсовото общество, каза на Live Science, че проучването на близнаците на НАСА "подкрепя случая, че радиацията не е шоустоп за човешки мисии на Марс."
Зубрин, който не е участвал в изследването, прецени, че дозата на радиация от една година на МКС, частично защитена от слънчева и космическа радиация, ще бъде еквивалентна на дозата от шестмесечно пътуване до Марс, с най-бързата скорост, настоящите методи на задвижване могат да ни доведат до там. И така, фактът, че Скот Кели не проявява незабавно лош ефект от дългогодишния си престой на МКС, както е вярно за други хора, които са имали сравнимо кумулативно излъчване на радиация в космоса, е добре за изследване на Марс, заяви Зубрин.
По-бързото излизане на Марс би било най-добрият сценарий за минимизиране на рисковете за здравето. Пътувайки с близка скорост, като близнакът на Айнщайн, щяхме да пристигнем след няколко минути. Предотвратявайки такъв фантастичен задвижващ пробив, ще трябва да се примирим на шест до девет месеца. Благодарение на Скот и Марк Кели, учените сега са по-уверени, че пътуването, колкото и да е тежко, вероятно няма да бъде смъртоносно.
Следвайте Кристофър Ванджек @wanjek за ежедневни туитове за здравето и науката. Ванджек е автор на "Космонавтите: Как хората ще заселят Луната, Марс и отвъд нея" от Harvard University Press, пролет 2020.
