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2014-04-15 全球首對雙胞胎太空人,研究太空航行是否真會有異同

 
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NASA astronauts Scott and Mark Kelly prepare to participate in an unprecedented study in the biology of space-faring twins.  美國航太總署(NASA)擁有全球首對也是唯一一對雙胞胎太空人Scott Kelly和Mark Kelly。由於他們是同卵雙胞胎,有幾乎相同的雙胞胎特徵,且都接受過相同的訓練,目前他們將要協助一項實驗,看看其中一位待在地球,而另一位待在太空,一年後,兩者的雙胞胎特徵是否還會相同。

  NASA預定將在2015年3月,讓 雙胞胎中的Scott搭乘火箭升空,進入國際太空站(International Space Station,ISS)去和俄羅斯太空人Mikhail Kornienko為伴,隨ISS以時速27000多公里的速度環繞地球,為期一年。他的兄弟Mark是已退休的NASA太空人,留在地面作為本項實驗研究的「控制因素」。在本項實驗開始前、進行中與結束後,分別會對這對雙胞胎採取樣本與進行各項測量。

  孿生子弔詭(Twin Paradox)理論,最早由愛因斯坦提出,根據他的相對論,一對雙胞胎,一個在地球上,另一個以高速在星際間運動,則當後者回到地球時,會顯得比留在地球上的另一位還年輕。

  NASA的研究並不牽涉到時間的流逝,因為ISS環繞地球的速度再怎樣也不可能接近光速,無法如何也達不到研究時間流逝所需的環境;但除此之外,其他相關狀態倒是都可以進行研究。NASA的人類研究計畫(Human Research Program)近期公布10項篩選過的的研究計畫,研究目標包括雙胞胎遺傳學、生物化學、視覺、認知等眾多類別。每個項目都相當新奇,都足以自成一篇長篇故事。

  以下是其中幾例:

  科學家已經知道人類的免疫系統在太空中會改變,不若在地面時那麼強。所以其中一個雙胞胎實驗,Scott和Mark會施打特定流感疫苗,,然後研究他們的免疫系統在太空和地面各會如何反應。

  另一個實驗是要尋找人類DNA末端的染色體端粒分子中的「聖杯」。在地球上,端粒的流失與年齡老化有關。在太空中,端粒的流失可能會因宇宙線作用之故而加速。如能比較這對雙胞胎的端粒,或許可以讓科學家瞭解太空輻射是否讓太空旅行者提早老化。

  第三個實驗想研究在太空中內部細菌數與人體細胞數比例為10:1的狀態下,太空旅行時對人類消化系統內的微生物作用的影響。

  第四個實驗要探究太空人的視覺為何在太空中會變化。有時,他們從地球帶去的眼鏡在太空中時起不了作用。

  第五個實驗要探測一個名為「太空霧翳(space fog)」的現象,某些在地球軌道上的太空人發生缺乏警覺性,精神或智利慢慢衰退的狀況。

  其他幾個實驗也都很有趣,但這些實驗雖都可自成故事,但他們彼此間最棒的效果是予以整合之後,可以對心理學生物分子做一個全面的瞭解。

  所以雖然Scott和Mark得分別一年之久,但他們能提供的研究成果,可讓未來的太空人進行更深入的太空任務,並讓他們快快樂樂的安返地球。

資料來源:http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/10apr_twins/, 2014.04.10, KLC

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