迄今为止，只有大约600人去过太空。在过去的60年里，绝大多数宇航员都是中年男性，他们执行的是不到20天的短期任务。
今天，随着私人、商业和跨国航天供应商和飞行员进入市场，我们正在见证一个人类航天的新时代。任务从几分钟、几小时、几天到几个月不等。
随着人类在未来十年内重返月球，太空探索任务将会更长，太空旅行者甚至太空游客将会更多。这也意味着更多样化的人将体验到太空的极端环境——更多的妇女和不同种族、年龄和健康状况的人。
由于人们对独特的压力源和空间暴露的反应不同，像我这样的空间健康研究人员试图更好地了解航天飞行对人类健康的影响。有了这些信息，我们就能弄清楚如何帮助宇航员在太空和回到地球后保持健康。
作为历史性的NASA双胞胎研究的一部分，2019年，我和我的同事发表了一项开创性的研究，研究了在国际空间站上呆一年对人体的影响。
我是科罗拉多州立大学环境与放射健康科学系的一名辐射癌生物学家。在过去的几年里，我一直在继续以早期的研究为基础，在最近发表在《自然》杂志上的一系列论文中进行研究。
这些论文是空间组学和医学地图集的一部分，其中包括手稿、数据、协议和存储库，代表了有史以来最大的航空航天医学和空间生物学集合。来自25个国家的100多个机构为协调发布广泛的航天数据作出了贡献。
美国宇航局的双胞胎研究抓住了一个独特的研究机会。
美国宇航局选择宇航员斯科特·凯利参加该机构的第一个为期一年的任务，在此期间，他从2015年到2016年在国际空间站呆了一年。在同一时期，他的同卵双胞胎兄弟、前宇航员、现任亚利桑那州参议员马克·凯利(Mark Kelly)仍留在地球上。
我和我的团队检查了从太空中收集的双胞胎和他在地球上的基因匹配的双胞胎在太空飞行之前，期间和之后的血液样本。我们发现斯科特的端粒——染色体末端的保护帽，很像防止鞋带磨损的塑料尖——在他在太空的那一年出乎意料地变长了。
然而，当斯科特回到地球时，他的端粒迅速缩短。在接下来的几个月里，他的端粒恢复了，但与他进入太空之前相比，他的端粒仍然更短。
随着年龄的增长，你的端粒会因为各种因素而缩短，包括压力。端粒的长度可以作为你患老年痴呆症、心血管疾病和癌症等疾病风险的生物学指标。
在另一项研究中，我的团队研究了一组10名宇航员，他们在国际空间站上执行为期6个月的任务。我们还有一个年龄和性别匹配的对照组，他们留在地面上。
我们测量了端粒在太空飞行之前、期间和之后的长度，再次发现端粒在太空飞行期间更长，而在返回地球后缩短。总的来说，宇航员在太空飞行后比以前有了更多的短端粒。
双胞胎研究的另一位研究者克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)和我进行了另一项端粒研究——这次是对双胞胎高海拔登山者进行的研究——在地球上的极端环境有点类似。
我们发现，攀登珠穆朗玛峰时，登山者的端粒变长了，下山后，他们的端粒变短了。他们的双胞胎在低海拔地区没有经历同样的端粒长度变化。这些结果表明，并不是空间站的微重力导致了我们在宇航员身上观察到的端粒长度的变化——其他的罪魁祸首，比如增加的辐射暴露，更有可能。
在我们最新的研究中，我们研究了SpaceX 2021年“灵感4号”任务中宇航员的端粒。这次任务有了第一批全文职人员，他们的年龄跨度为40岁。在执行任务期间，所有宇航员的端粒都变长了，四名宇航员中的三名回到地球后也出现了端粒缩短的现象。
这些发现特别有趣的是，“灵感”号任务只持续了三天。因此，科学家们现在不仅有关于端粒对太空飞行反应的一致和可重复的数据，而且我们也知道它发生得很快。这些结果表明，即使是短途旅行，比如周末去太空度假，也会与端粒长度的变化有关。
科学家们仍然不能完全理解端粒长度变化对健康的影响。我们需要更多的研究来弄清楚长端粒和短端粒是如何影响宇航员的长期健康的。
在另一篇论文中，我们表明，“灵感4号”机组人员——以及斯科特·凯利和高海拔登山者——表现出了被称为TERRA的端粒RNA水平的增加。
端粒由许多重复的DNA序列组成。这些被转录成TERRA，它有助于端粒结构并帮助它们完成工作。
结合实验室研究，这些发现告诉我们，端粒在太空飞行中受到了破坏。虽然我们还有很多不知道的，但我们知道端粒对氧化应激特别敏感。因此，宇航员在全天候暴露于太空辐射时所经历的慢性氧化损伤可能会导致我们观察到的端粒反应。
我们还写了一篇评论文章，从更未来的角度来看，如何更好地理解端粒和衰老可能会开始告知人类的能力，不仅是在长时间的太空旅行中生存，而且还能茁壮成长，甚至殖民其他星球。要做到这一点，人类需要在太空中繁殖，后代也需要在太空中成长。我们甚至还不知道这是否可能。
我和我的同事们也为《空间组学和医学地图集》提供了其他工作，包括发表在《自然通讯》上的一篇论文。由德克萨斯农工大学生物学家Dorothy Shippen和俄亥俄大学生物学家Sarah Wyatt领导的研究小组发现，与人类不同，在太空中飞行的植物在国际空间站上并没有更长的端粒。
然而，这些植物确实增加了端粒酶的产生，这种酶有助于维持端粒的长度。
看过《火星救援》的人都知道，植物对人类在太空的长期生存至关重要。这一发现表明，植物可能比人类更适合承受太空的压力。
苏珊·贝利，科罗拉多州立大学放射癌症生物学和肿瘤学教授
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