“BioSentinel”——听起来像是好莱坞下一部大片科幻片的名字。实际上，这是 NASA 即将执行的任务之一，旨在研究辐射对人体细胞的长期影响。这项由 NASA 艾姆斯研究中心科学家负责的任务，将是自 40 多年前的 阿波罗 17 号以来，首次在近地轨道以外进行的生物学实验。BioSentinel 的研究结果最终可能改变人类对深空探索梦想的认知。
为了让未来的宇航员能够安全地深入太空并返回，科学家们需要了解人体 DNA 在长时间暴露于宇宙辐射后会发生什么。随着载人火星任务计划在 2030 年代中期进行，像这样的研究对于为人类在深空中的生活做准备至关重要。
科学家需要了解人体 DNA 在长时间暴露于宇宙辐射后会发生什么。
像斯科特·凯利这样在国际空间站上生活一年的宇航员，将比生活在地球上的人暴露于更高浓度的辐射。由于地球的磁层——一个可以延伸到 390 万英里远的保护性磁场——我们地球上的人们免受太空大部分危险的侵害。然而，在磁层的保护范围之外，存在着大量由我们太阳系外剧烈天体源产生的宇宙辐射。这些危险事件的来源几乎来自宇宙的任何地方：超新星、黑洞、伽马射线爆发等等。高能宇宙射线以极快的速度传播，只有遇到强大的力量才会停止，这就是为什么我们如此幸运拥有自己的磁层。
长时间暴露于辐射对 DNA 具有极大的破坏性；这些高电荷粒子实际上可以将双螺旋一分为二。通过 BioSentinal，NASA 科学家希望了解这些断裂是如何在不同类型的辐射下发生的，以及细胞在穿越行星际空间时是否能够修复这些断裂。这项任务预计将持续 18 个月，以评估辐射暴露的长期影响。这意味着使用人体细胞并不可行，因为它们需要持续的维护。因此，艾姆斯的研究人员转向了地球上最有用且最丰富的微生物之一：酵母。
酵母在厨房里可能特别有用，但在实验室里也很有帮助。酿酒酵母是生物学家进行辐射测试的理想工具，因为它的 DNA 修复机制与人体细胞中的机制相似。由于这些细胞在科学研究中被广泛使用，酵母成为了第一个基因组被完全测序的复杂生物。这种微小真菌的好处之一是它的基因组明显更小，细胞复制周期大约每两小时一次，而人体细胞则需要大约十二小时才能再生。这使得研究几代之间的变化更加方便。
干燥的酵母也可以长时间处于休眠状态，然后在遇水后激活。NASA 正在利用这一原理来启动为期 18 个月的实验。这艘酵母飞船上的滤芯设计为一次“开启”一个。每个月，一个新的滤芯会引入少量水，在深空辐射爆发时“唤醒”酵母。按照科学的严谨性，将有三个相同的 BioSentinel 载荷作为对照。其中两个将留在地球上，一个将搭载到国际空间站，用于测量近地轨道辐射水平作为对比。
“这真的是目前以及未来几年最适合发送的生物。”
BioSentinel 将搭载有史以来最强大的火箭——太空发射系统（SLS）的首次飞行 EM-1，这是一个备受瞩目的机会。探索任务 1（EM-1）将在绕月飞行后返回地球。在将猎户座载人飞船送入太空后，它将释放载有 NASA 休眠酵母的 BioSentinel 立方体卫星，使其进入绕日轨道。BioSentinel 的载荷将利用其冷气推进和太阳能阵列，将自身维持在日心轨道上，届时它将正式进入行星际空间。那时，酵母将收到信号，开始苏醒并进行科学研究。
“我认为使用酵母对科学家来说是一个巨大的优势。我们可以迫使它们在不同的温度下生长，并对它们进行基因改造。这真的是目前以及未来几年最适合发送的生物，”艾姆斯 BioSentinel 科学家 Sergio Santa-Maria 博士说道。利用 BioSentinel 收集的数据，NASA 研究人员可能会让人类探索的脚步超越火星，到达欧罗巴或近地小行星等地方。但有一点是肯定的，这些酵母将踏上一段前所未有的旅程。
