A kísérlet lényege, hogy a Kelly-testvérek egyik felét, Scottot felküldik az űrállomásra, míg a másik fél, Mark a Földön marad. A kutatók az utazás előtt, alatt és után is folyamatosan összehasonlítják majd a két testvértől vett mintákat, hogy kiderüljön, mi minden változik meg két, amúgy a lehetőségekhez képest eléggé azonos szervezetben.

A kutatás gyökere Einstein gondolatkísérletéhez is visszavezethető, ahol az ikrek felét egy nagy sebességű rakétával kilövik az univerzumba, a másik pedig marad, ahol addig volt, és a relativitáselmélet miatt a száguldó iker fiatalabb lesz, mikor visszatér, mint a testvére. A NASA kísérletében ezt pont nem vizsgálják, hiszen bár a Föld körül keringő űrállomás elég gyors a maga 27 ezer kilométeres óránkénti sebességhez, a látványos különbséghez nagyjából a fénysebesség közelébe kellene gyorsítani, ez pedig egyelőre lehetetlen. De akkor mi értelme van egy ilyen kutatásnak, az egyértelmű marketingsikeren túl?

Senki nem volt fent egy évig, csak az oroszok

Már önmagában az is nagy dolog, hogy valaki egy éven át folyamatosan az űrben lesz. Mármint ha nem számítjuk azokat az orosz kozmonautákat, akik korábban már megtették ugyanezt, a lényeg, hogy nem orosz űrhajós még sosem volt egyszerre ilyen hosszú időt odafent. A NASA és az ESA űrhajósai jellemzően fél évet töltenek az űrállomáson, így az űrkutatási szakértők szerint arról már rengeteg adatunk van, mi történik az emberi testtel fél év alatt, de fogalmunk sincs, mi van, ha valaki ennél is tovább van az űrben.

Márpedig ez fontos dolog, hiszen ha az emberiség egyszer tényleg nekilát annak, hogy elutazik a Marsra (és esetleg vissza is jön onnan), az a minimum, hogy tudjuk, mi vár az utazókra.

A kutatók egyrészt már ismert különbségeket kutatnak majd még alaposabban, másrészt tesztelik az eddig még közelebbről nem vizsgált dolgokat. Az egyik legérdekesebb kísérletben például azt próbálják majd ki, mi a különbség az immunrendszer földi és űrbéli működése között. Craig Kundrot, a NASA emberkísérleti részlegének vezetője szerint azt tudják, hogy a test természetes védekezőrendszere gyengébben teljesít mikrogravitációban. De vajon mi történik, ha az ikerpár két, egymástól függőlegesen 400 kilométeres távolságra lévő tagjába ugyanazt az influenzaoltást injekciózzuk?

Azt is vizsgálják majd, mi történik az emberi DNS-sel. A kutatás azt figyeli majd, hogy alakul a DNS-szálak végén található telomerek sorsa. A telomerek a DNS-szálakat lezáró, ismétlődő szakaszok, melyek egyrészt megakadályozzák, hogy a kromoszómavégek összetapadjanak, másrészt védik a DNS-t a rövidüléstől a sejtosztódás során. A telomerek a szervezet öregedésével folyamatosan elfogynak, tulajdonképpen ez az a biológiai óra, ami meghatározza, hogy egy élőlény meddig élhet. A Földön van egy ismert sebessége ennek a fogyásnak, azonban az űrben ezt komolyan fokozhatja a káros háttérsugárzás növekedése.

Fontos tehát tudni, hogy mennyit számít az űrben töltött idő, és erre sincs jobb lehetőség, mint egy ikerpár telomerének vizsgálata. Ehhez hasonló az a vizsgálat is, ami az ikrek génanalízisét tűzte ki célul a küldetés bizonyos pontjain, hátha találnak valamit, ami kifejezetten az űrrepüléssel összefüggő marker lehet. Ugyanebben a témakörben maradva a DNS-t és az RNS-t érinti az a másik vizsgálat, amiben ezek általános állapotát hasonlítanák össze a repülés előtt, közben és után, hátha változik valami a gének funkcióiban, illetve a sejtosztódás közbeni információátadásban.

Nem szoktunk hozzá, mi, emberek

Szintén kérdés, hogy befolyásolják az űrbéli körülmények az emésztést segítő baktériumok életét. Ez már csak azért is érdekes, mert a bélflórában élő organizmusokból nagyjából tízszer annyi van, mint az ember saját sejtjeiből, így az esetleges hatásokra is jobban reagálnak, azonban csak genetikailag azonos szervezetben lehet igazán jól vizsgálni, mik azok a hatások, amik nem egyénre szabott különbségek, hanem mondjuk a súlytalanság vagy a folyamatosan reciklált levegő miatt lépnek fel. Hasonló fontosságú a vérkeringési rendszer folyamatos figyelése, illetve az űrködnek nevezett jelenséget is vizsgálják majd. Ez utóbbi az agy egy különlegesen tompa és lassú állapotát jelenti, amiről számos űrhajós adott már jelentést, így itt az ideje, hogy alaposabban is megvizsgálják, mi okozza.

A legfontosabb kísérlet talán az, ami az emberi testben lévő folyadékok űrbéli viselkedését figyeli majd. Az űrhajósok egyre többet panaszkodnak arra, hogy egy-egy hosszabb küldetés során talán a szemüket, a látásukat éri a legtöbb károsodás, és a szakemberek szerint ez valószínűleg azért van, mert a szemet, és a benne lévő csarnokvizet nem arra tervezte az evolúció, hogy súlytalanul lebegjen, ahogy a testnedvek általában is ahhoz szoktak hozzá, hogy a lábak felé húzza őket a gravitáció. „Az űrben viszont minden felfelé folyik, így a kísérletünk azt vizsgálja majd, hogy hat az űrutazás az érösszehúzódást és -tágulást szabályozó fehérjékre” – mondja Brinda Rana, a Kaliforniai Egyetem kísérletet megtervező és felügyelő szakembere. Hogy mennyire komoly változások érik az űrhajósok látását, azt jól mutatja, hogy sok esetben annyit romlik a szemük,hogy a visszatérés után már nem tudják használni a korábban jól működő szemüvegeiket.

A fenti kísérletek persze nem csak az űrutazás miatt hozhatnak fontos eredményeket. Rana szerint hasonló kutatások vezettek az olyan, ma már a mindennapokban is használt fejlesztésekhez, mint a memóriahab vagy épp a vezetékmentes kapcsolódást biztosító eszközök. A testnedvek viselkedésének vizsgálata például a most még nehezen gyógyítható agysérülések, vagy épp a csak tünetileg kezelhető zöld hályog gyógyításához vezethet.

Egyszer egy űrprogramban

Fontos tudni, hogy bár az összesen másfél millió dolláros költségvetésből gazdálkodó ikerkísérlet egyes részei önmagukban is fontosak lehetnek, az eredmények jelentőségét növeli, hogy egyszerre végzik el őket. „Az űrhajóst magát vizsgáljuk, nem az egyes jelenségeket külön-külön” – emelte ki Kundrot egy korábbi interjúban.

Annak ellenére, hogy ahogy több NASA-szakember is fogalmazott, egy ilyen lehetőség egyszer jön össze űrkutatási programonként, sok szempontból nem mennek el a falig. A Földön maradó testvér, Mark például nem ugyanazt eszi majd, amit az űrállomáson dolgozó testvére. "A küldetés alatt nem vészes kifejezetten az űrhajósoknak szánt kaja, de ha egy mód van rá, inkább normális ételeket ennék" - foglalta össze a miértekre adott választ az aktív szolgálattól amúgy már visszavonult űrhajós.

Ugyanakkor azt vállalta, hogy igyekszik legalább annyit edzeni, mint az űrben keringő bátyja, ami akár napi két óra komoly testmozgást is jelenthet naponta. 

Scott viszont hajlandó volt a lehető legdurvább kísérletekbe is belevágni. Hagyta például, hogy nyomásérzékelő szenzort építsenek a koponyájába, hogy a látásromlást előidéző körülményeket jobban meg tudják figyelni, ráadásul a gerincfolyadékából is vettek, illetve vesznek majd mintát.

A vizsgálatokban még az is érdekes, hogy míg az általános kísérleteknél mindig van valami előzetes elvárás, most semmi ilyesmi nem létezik, az eredmény teljesen új területeket nyithat a jövő űrhajózása és űrhajósai előtt.