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為火星探險做準備

 
 

NASA雙生子計畫中的哥哥馬克Mark Kelley(左)和弟弟史考特Scott Kelly(右)
▲NASA雙生子計畫中的哥哥馬克Mark Kelley(左)和弟弟史考特Scott Kelly(右)

 

美國科學促進會(AAAS)是美國歷史最悠久的科學社團,它出版的《Science》(周刊)是權威的科學學報,每一年2月舉辦的年會是科學界的盛事。更重要的是,年會中不僅有專門為社會大眾舉辦的活動,年會主題也表現出美國科學界的社會關懷。例如今年的主題─跨越疆界的科學─便是針對國內不同社群間的、全球的,以及科學界內部的壁壘而發。美國太空總署(NASA)在今年年會中發表的幾個研究成果─為送人上火星所做的準備─具體展現了「跨越疆界」的內涵。

 

50年前,美國太空人已經登陸月球。可是送人上火星可不容易,太空人必須飛行9個月才抵達目的地,如果一切順利,他們也許必須在火星上生活一年,然後再花9個月飛回地球。一去一回大約兩年半,太空人全程暴露在宇宙射線的轟擊中,身體是否能夠負荷?這是第一個必須答覆的問題。

 

十多年前一個NASA科學團隊估計,每一年太空人體內的DNA約有1∕3會被高速粒子打斷。至於健康後果,由於缺乏資料難以評估。因此NASA成立人類研究計畫(HRP)研究相關問題,「雙生子研究」(Twins Study)是其中之一,在年會中公布了一部分發現。

 
「雙生子計畫」標誌,注明了協同研究團隊(credit: NASA)。
▲「雙生子計畫」標誌,注明了協同研究團隊(credit: NASA)。
 

這個研究中的雙生子是同卵雙胞胎:哥哥馬克(Mark Kelley)和弟弟史考特(Scott)都是海軍飛行員出身,都是太空人。2015年,也就是51歲那年,史考特進入國際太空站工作1年,同時馬克待在地面。那一年中,兩人定期接受生理、心理檢查,包括驗血驗尿以及體能測驗。為了避免先入之見,檢測結果交給全美10個團隊各自分析。

 

康乃爾大學醫學院團隊在年會中報告了一些令人意外的觀察。例如史考特的染色體端粒在太空中變長了,而染色體端粒變短是細胞老化的徵兆。此外,史考特體內與免疫功能有關的基因變得比較活躍,修補DNA的機制也一樣─像是身體進入了警戒狀態。這一點並不令人意外,畢竟在太空出任務不能不如臨大敵。另一個令人意外的發現倒是史考特血液中出現了較多的粒線體碎片。粒線體是細胞內的發電廠;細胞受損或死亡時才會釋出粒線體碎片。

 

不過,最令史考特與家人安慰的發現是:那一年內不論他的身體發生了多少變化,返回地球後不久便幾乎全部回復正常。換言之,身體健康的人禁得起太空飛行操勞。

 
參考資料:美國太空總署網頁https://www.nasa.gov/feature/nasa-twins-study-investigators-to-release-integrated-paper-in-2019。
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