Într-un faimos experiment de gândire einsteiniană numit paradoxul gemenilor, un gemen care a pornit într-un zbor vârtej prin spațiu ar îmbătrâni mai lent în comparație cu gemenul rămas înapoi acasă pe Pământ, rezultat al dilatării timpului atunci când călătorea aproape de viteza luminii.
Însă oamenii de știință care studiază gemeni astronauți ai NASA într-un scenariu din viața reală au găsit oarecum opusul: este posibil ca astronautul Scott Kelly să fi îmbătrânit puțin mai repede, ca urmare a stingerii sale de an de pe Stația Spațială Internațională (ISS), în comparație cu fratele său Markb.
Mind, teoriile fizicii lui Albert Einstein sunt sigure; Scott Kelly nu călătorea nici măcar cu viteza luminii. În discuție este realitatea biologică potrivit căreia viața pe orbită - cu pericole precum radiații, microgravitate, somn slab și condiții înghesuite - își poate pune amprenta asupra organismului, accelerând procesul de îmbătrânire și, eventual, crescând riscul de cancer.
Din fericire pentru Scott Kelly și toate celelalte suflete curajoase care se aventurează în spațiu, aceste efecte rele nu par a fi extreme, iar corpul pare să se poată recupera în cea mai mare parte, potrivit celei mai amănunțite analize a Studiului Gemenilor NASA, publicat astăzi (aprilie) 11) în revista Science.
Studiul gemenilor NASA
Oportunitatea de a studia singurii gemeni identici cunoscuți, cu atât mai puțin frații, care au călătorit amândoi în spațiu a fost prea mare pentru ca NASA să treacă. Mark a zburat în patru misiuni spațiale NASA, fiecare durand sub două săptămâni și s-a retras în 2011.
De asemenea, Scott a zburat în patru misiuni spațiale NASA, iar primele trei au fost scurte. Pentru a patra misiune, însă, NASA l-a trimis pe Scott la ISS timp de 342 de zile în 2015. Obiectivul a fost să studieze efectele asupra sănătății unui zbor spațial lung, similar în lungimea celor nouă luni pe care le-ar fi dus la călătoria către Marte. Cu Scott și Mark, NASA a găsit subiecții perfecti de testare și control, deoarece frații au același ADN.
Gemenii au fost monitorizați înainte, în timpul și după zborul aproape un an. Studiul publicat astăzi reprezintă 10 investigații separate - de sus în jos, adică de la cunoașterea creierului și sănătatea vederii până la modificările bacteriilor intestinale - realizate de cercetători biomedicali de la universitate, în mare parte neafiliați cu NASA.
Constatarea cheie a fost că Scott și-a revenit în cea mai mare parte din anul său în spațiu, după un an întreg înapoi pe Pământ. Acestea fiind spuse, au fost câteva observații curioase.
Telomere și radiații
În timp ce se afla pe orbită, lungimea telomerelor lui Scott - care sunt capace moleculare găsite la sfârșitul fiecărui cromozom - a crescut de fapt, un semn al îmbătrânirii inverse. Lungimea telomerelor scade de obicei pe măsură ce îmbătrânim. Aceasta a fost prima observație convingătoare a prelungirii telomerilor, pe Pământ sau în spațiu, potrivit Susan Bailey, profesoară de biologie și oncologie a cancerului de radiație la Universitatea de Stat din Colorado și unul dintre investigatorii principali ai studiului.
Dar Scott a pierdut aceste câștiguri în lungime odată ce s-a întors pe Pământ și poate, de fapt, să aibă pagube de durată pentru telomerele sale, a spus Bailey. (Nu este clar ce a făcut ca telomerele lui Scott să se prelungească în spațiu.)
"Lungimea medie de telomere a lui Scott după zbor s-a stabilizat până aproape de nivelurile sale de pre-zbor", a spus Bailey pentru Live Science. "Cu toate acestea, el a avut mult mai multe telomere scurte după zbor decât a făcut înainte. Și de aici cred că este consecința pe termen lung a sănătății - este posibil să existe un risc crescut de îmbătrânire accelerată sau patologii asociate vârstei, cum ar fi bolile cardiovasculare și unele tipuri de cancer.“
De asemenea, cel puțin până la un an de la zborul său, Scott a avut modificări persistente la sistemele sale imune și de reparare a ADN-ului în comparație cu preflight.
"Încă nu știm dacă este bine sau rău, dar putem spune că se pare că procesul de adaptare înapoi la condițiile Pământului necesită un pic de timp", a declarat Christopher Mason, profesor asociat de fiziologie și biofizică la Weill Cornell Medicine la New York, de asemenea, un investigator principal la studiu.
Mason a declarat la Live Science că, de asemenea, nu se știe dacă Scott are un risc crescut de cancer pe termen lung, ca urmare a expunerii sale la radiații cosmice și solare la bordul ISS. Atât Mark, cât și Scott au fost diagnosticați și tratați cu succes pentru cancerul de prostată în 2007, un nod față de asemănarea lor genetică. Totuși, Scott a descris potențialul pericol de cancer cauzat de radiațiile spațiale ca o bombă de timp care marchează în el.
De lungă durată deplasare spațială și sănătate
În ciuda faptului că are o dimensiune a unui eșantion de doar unul, sau poate două, Studiul Gemenilor NASA are implicații largi pentru înțelegerea riscurilor pentru sănătate ale călătoriilor în spațiu pe durată lungă, a declarat Markus Löbrich, profesor de biologie radiologică și reparație ADN la Universitatea de Tehnologie din Darmstadt din Germania. Löbrich nu a făcut parte din studiu, ci a scris un articol de perspectivă însoțitor, publicat și în revista Science.
Löbrich a declarat la Live Science că se știe puțin prețioase despre efectele asupra sănătății călătoriilor în spațiu, dar Studiul Gemenilor NASA a făcut primii pași în cuantificarea riscurilor. El a spus că, de exemplu, schimbările de telomere sunt potențial grave și ar putea fi un rezultat al radiațiilor de particule. Doza de radiație într-o misiune pe Marte ar putea fi de până la cinci ori mai mare decât într-o misiune ISS, astfel încât NASA trebuie să se gândească la modalități de a proteja astronauții care călătoresc acolo și înapoi, a spus el.
Dar Robert Zubrin, un expert în radiații și fondator și președinte al Mars Society, a declarat la Live Science că Studiul Gemenilor NASA „susține cazul în care radiația nu este un showstopper pentru misiunile umane Marte”.
Zubrin, care nu a fost implicat în studiu, a estimat că doza de radiație dintr-un an pe ISS, parțial protejată de radiațiile solare și cosmice, ar fi echivalentă cu doza dintr-o călătorie de șase luni pe Marte, cu cea mai rapidă viteză. metodele actuale de propulsie ne-ar putea ajunge acolo. Așadar, faptul că Scott Kelly nu a prezentat niciun efect rău imediat din șederea sa pe tot parcursul anului pe ISS, așa cum este valabil și pentru alte persoane care au avut o expunere cumulativă similară la radiații în spațiu, prevestește bine pentru explorarea lui Marte, a spus Zubrin.
Să ajungi mai repede pe Marte ar fi cel mai bun scenariu pentru a minimiza riscurile pentru sănătate. Călătorind cu viteză aproape ușoară, cum ar fi geamănul lui Einstein, am ajunge în câteva minute. Cu excepția unei descoperiri de propulsie fantastică, va trebui să ne stabilim pe șase până la nouă luni. Mulțumită lui Scott și Mark Kelly, oamenii de știință sunt acum mai siguri că călătoria, oricât de grea, probabil, nu va fi mortală.
Urmați-l pe Christopher Wanjek @wanjek pentru tweet-uri zilnice despre sănătate și știință. Wanjek este autorul „Spărători spațiali: modul în care oamenii vor așeza Luna, Marte și Dincolo”, de la Harvard University Press, primăvara 2020.
