U čuvenom Einsteinovom misaonom eksperimentu nazvanom paradoks blizanaca, blizanac koji je krenuo u vrtložan let svemirom bi polako ostario u usporedbi s blizancem koji se vraćao kući na Zemlji, što je rezultat vremenske dilatacije kada putuju brzinom svjetlosti.
Ali znanstvenici koji su proučavali NASA-e blizance astronaute u stvarnom scenariju otkrili su nešto suprotno: Astronaut Scott Kelly možda je ostario tek nešto brže kao rezultat svog višegodišnjeg boravka na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS) u usporedbi sa svojim bratom iz Zemlje, Markom.
Pazite, teorije fizike Alberta Einsteina su sigurne; Scott Kelly nije putovao ni blizu brzine svjetlosti. Sporna je biološka stvarnost da život u orbiti - uz opasnosti poput zračenja, mikrogravitacije, lošeg sna i grčevitih uslova - može preuzeti svoj danak na tijelu, ubrzavajući proces starenja i eventualno povećavajući rizik od raka.
Srećom za Scotta Kellyja i sve ostale hrabre duše koje se upuste u svemir, ovi loši učinci ne izgledaju ekstremno i čini se da se tijelo uglavnom može oporaviti, pokazala je najcrnija analiza NASA Twin Study, objavljena danas (travanj 11) u časopisu Science.
Studija NASA-e za blizance
Mogućnost proučavanja jednih poznatih identičnih blizanaca, a kamoli braće i sestara, koji su obojica putovali u svemir, bila je prevelika da bi NASA mogla proći. Mark je letio u četiri svemirske misije NASA-e, od kojih je svaka trajala manje od dva tjedna, a povukao se 2011. godine.
Scott je također letio u četiri svemirske misije NASA-e, a prve tri bile su kratke. Za četvrtu misiju, NASA je, pak, poslala Scotta na ISS 342 dana u 2015. Cilj je bio proučiti zdravstvene učinke dugog svemirskog leta, dužine slične devet mjeseci koliko će trebati za put na Mars. Sa Scottom i Markom, NASA je pronašla savršene ispitne i kontrolne subjekte, jer braća dijele isti DNK.
Blizanci su nadgledani prije, za vrijeme i nakon gotovo cijelogodišnjeg leta. Studija objavljena danas predstavlja 10 odvojenih istraživanja - od vrha do dna, tj. Od kognicije mozga i zdravlja vida do promjena u bakterijama crijeva - provedenih od strane sveučilišnih biomedicinskih istraživača koji uglavnom nisu povezani s NASA-om.
Ključni nalaz bio je da se Scott uglavnom oporavio od svoje godine u svemiru nakon pune godine na Zemlji. Ali to je rečeno, bilo je i znatiželjnih zapažanja.
Telomeri i zračenje
Dok je u orbiti, duljina Scottovih telomera - koji su molekularni poklopci koji se nalaze na kraju svakog kromosoma - zapravo se povećala, znak obrnutog starenja. Dužina telomera obično opada kako starimo. Ovo je prvo uvjerljivo opažanje produljenja telomera, na Zemlji ili u svemiru, rekla je Susan Bailey, profesorica biologije i onkologije karcinoma karcinoma na Državnom sveučilištu Colorado i jedan od vodećih istraživača studije.
Ali Scott je te dobitke izgubio u duljini nakon što se vratio na Zemlju i u stvari mogao imati trajnu štetu na svojim telomerima, rekao je Bailey. (Nejasno je što je uzrokovalo da se Scottovi telomeri produlje u svemiru.)
"Scottova prosječna dužina telomera nakon leta se stabilizirala na gotovo blizu razine prije leta", rekao je Bailey za Live Science. "Međutim, imao je mnogo više kratkih telomera nakon leta nego prije. I mislim da je zato dugoročna zdravstvena posljedica - vjerojatno izložena povećanom riziku od ubrzanog starenja ili pridruženih starostnim patologijama poput kardiovaskularnih bolesti i nekih raka „.
Također, barem godinu dana nakon leta, Scott je imao trajne promjene u svom imunološkom sustavu i sustavima za obnavljanje DNK u usporedbi s letom prije leta.
"Još ne znamo je li dobro ili loše, ali možemo reći da izgleda kako proces prilagodbe na Zemljine uvjete zahtijeva malo vremena", rekao je Christopher Mason, izvanredni profesor fiziologije i biofizike na Weill Cornell Medicine u New Yorku, također vodećeg istražitelja studije.
Mason je za Live Science rekao da također nije poznato je li Scott dugoročno povećan rizik za rak kao rezultat izloženosti kozmičkom i sunčevom zračenju na ISS-u. I Marku i Scottu dijagnosticiran je i uspješno liječen rak prostate 2007., što je glava prema njihovoj genetskoj sličnosti. Scott je, međutim, opisao potencijalnu prijetnju rakom od svemirskog zračenja kao vremensku bombu koja kuca u njemu.
Dugotrajna svemirska putovanja i zdravlje
Iako ima uzorak veličine samo jednog, ili možda dva, NASA-in blizanac ima široke implikacije na razumijevanje zdravstvenih rizika dugotrajnih svemirskih putovanja, rekao je Markus Löbrich, profesor radijacijske biologije i popravljanja DNK na Sveučilištu u Darmstadtu Njemačka. Löbrich nije bio dio studije, ali je napisao popratni perspektivni rad također objavljen u časopisu Science.
Löbrich je za Live Science rekao da se dragocjeno malo zna o zdravstvenim učincima svemirskih putovanja, ali NASA-in blizanac je poduzeo prve korake u kvantificiranju rizika. Kazao je da su, na primjer, promjene telomera potencijalno ozbiljne i da bi mogle biti posljedica zračenja čestica. Doza zračenja za misiju na Marsu mogla bi biti i do pet puta veća nego na misiji ISS, tako da NASA mora razmisliti o načinima zaštite astronauta koji putuju tamo i nazad, rekao je.
No, Robert Zubrin, stručnjak za radijaciju i osnivač i predsjednik Marsovog društva, rekao je Live Scienceu da NASA-in blizanačka studija „podržava slučaj da zračenje nije zaustavni put za ljudske misije na Marsu“.
Zubrin, koji nije bio uključen u studiju, procijenio je da će doza zračenja od godine dana na ISS-u, djelomično zaštićena od sunčevog i kozmičkog zračenja, biti jednaka dozi tijekom šestomjesečnog putovanja na Mars, i to najbržom brzinom koja trenutne metode pogona mogle bi nas tamo odvesti. Dakle, činjenica da Scott Kelly nije pokazao neposredne loše posljedice svog višegodišnjeg boravka na ISS-u, kao što je to slučaj s drugim ljudima koji su imali usporedivu kumulativnu izloženost zračenju u svemiru, dobro je za istraživanje Marsa, rekao je Zubrin.
Brži dolazak na Mars bio bi najbolji scenarij za minimiziranje zdravstvenih rizika. Putujući pri brzini gotovo brzinom, poput blizanaca Einsteina, stigli bismo za nekoliko minuta. Ako zaustavimo tako fantastičan probojni pogon, morat ćemo se snaći na šest do devet mjeseci. Zahvaljujući Scottu i Marku Kellyju, znanstvenici su sada sigurniji da putovanje, koliko god bilo naporno, vjerojatno neće biti smrtonosno.
Slijedite Christophera Wanjeka @wanjek za svakodnevne tvitove o zdravlju i znanosti. Wanjek je autor djela "Svemirski putnici: kako će ljudi podmiriti Mjesec, Mars i dalje", s Harvard University Pressa, proljeće 2020. godine.
