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国际空间站小鼠实验测试身体如何适应月球生活

探索国际空间站最新的模拟重力实验,揭示了关于月球和火星生活的见解。

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日本在国际空间站的实验舱,名为“希望”号(Kibo)。图片来源:NASA

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在国际空间站上生活的宇航员每天都要花数小时进行锻炼,以避免在微重力环境下严重流失肌肉质量和骨密度。但是,生活在比地球重力低的星球上,例如月球和火星,是否还需要这些预防措施呢?这种重力对成长中的儿童会产生什么影响?科学对此几乎没有给出答案,但这些问题对于人类在地球之外建立永久定居点的目标至关重要。

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现在,日本已经迈出了回答这些问题的第一步,这得益于其在国际空间站“希望”号(KIBO)模块中的一项新仪器。该仪器名为MARS(Multiple Artificial-gravity Research System,多重模拟重力研究系统),可以通过旋转产生不同水平的重力。科学家们使用它在微重力、模拟地球重力和模拟月球重力下饲养了小鼠。然后,他们将这些小鼠与在地面真实地球重力下相似栖息地中饲养的小鼠进行了比较。

太空中的小鼠!

实验小鼠在太空中饲养了一个月,然后返回地球接受研究。所有小鼠都成功度过了在空间站和返回地面的旅程。返回地球后,对小鼠进行了解剖,以检查它们的生长速率和内部器官。

在2017年进行的第一轮实验中,将模拟地球重力和微重力下饲养的小鼠与在地球上饲养的小鼠进行了比较。科学家们发现,在重力环境下(无论是真实的还是模拟的)生长的小鼠似乎都很好。但是,与其它小鼠相比,在微重力下饲养的小鼠出现了骨密度和肌肉质量的流失。

这很正常。半个多世纪以来的太空飞行实验已经证明了这一点,无论是对小鼠还是人类。但能够证明模拟重力下饲养的小鼠和地面真实重力下的小鼠一样好,仍然是有益的。

实验的第二轮是让小鼠在模拟月球重力下饲养。该实验刚刚结束,小鼠在六月份乘坐 SpaceX 的 Dragon 飞船返回地球。研究人员从飞船上取回小鼠后,将它们运往日本进行研究。

在所有实验中,研究人员都可以通过视频观察他们的小鼠,了解它们在太空中的行为。除了在微重力小鼠身上已经测得的身体变化外,这两种啮齿动物和模拟月球重力下的小鼠都适应了它们奇怪的环境。就像人类一样,它们学会了如何在轻重力或零重力下移动、进食和梳理自己。模拟地球重力下的小鼠正常站立和进食,而微重力下的小鼠则学会了漂浮着进食,而模拟月球重力下的小鼠则学会了等待漂浮到地面后再进食。

真正有价值的结果将来自科学家们分析模拟月球重力下饲养的小鼠样本之后。到目前为止,大多数测试在重力方面基本上都是“全有或全无”的,而这并不是人类在月球或火星上会遇到的情况。但事实上,所有小鼠在太空的一个月里都存活了下来,无论它们所处重力状况如何,这已经是一个好兆头。

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