美国宇航局的阿尔忒弥斯计划将宇航员送回月球，并在本十年末建立一个永久的轨道实验室。

　　与此同时，私营公司正在迈出重大步伐，将付费客户送入太空。随着人类的足迹从熟悉的地球扩展到月球，甚至更远的地方，一个有趣的新领域从最后的前沿出现了:天体法医学。

　　这门学科仍处于起步阶段，它是由人性的必然性推动的。太空为法医调查提供了一个独特而恶劣的环境。诸如重力变化、宇宙辐射、极端温度以及对供氧气候系统的需求等设定，为未来的探险者提供了一些不可思议的变数。

　　在地球上，重力是一种恒定的力量，它塑造了我们现实的许多方面，而在太空中，重力的显著减少给理解证据的行为带来了新的挑战。这一转变对血迹模式分析等法医科学至关重要。血迹模式分析在很大程度上依赖于引力效应来确定血迹形成的环境。

　　一想到太空中的重力，人们就会立刻联想到宇航员悬在太空中，或者在国际空间站(ISS)上漂浮体操的画面。

　　然而，真正的零重力存在于远离任何天体的地方。当靠近月球或行星等天体时，会产生引力影响，包括在地球等行星的轨道上。

　　因此，太空中的大多数环境都是低重力或微重力，而不是零重力。鉴于引力无处不在，而且基本上是恒定的，我们很少关注它，通常会不假思索地自动将其作为常数计算。

　　但对于像血迹模式分析这样的法医科学学科来说，重力在空气中的液体血液如何与表面相互作用并产生血迹模式方面起着至关重要的作用。血迹模式分析是利用流体动力学、物理学和数学来了解血液的流动和起源，并解释它是如何沉积在犯罪调查的表面上的。

　　在最近发表的一项研究中，我们和我们的同事试图了解太空重力环境变化如何影响未来法医科学学科的基本原理。

　　在这项发表在《国际法医科学报告》上的研究中，我们使用了一架抛物线飞行研究飞机，由于它的上下飞行路径，它会产生短时间的微重力。这种类型的飞行通常被称为“呕吐彗星”。

　　在这段自由落体的微重力过程中，研究者将大量的血滴投射到一张纸上，然后使用常规的地面程序分析产生的血迹。虽然这个概念听起来很简单，但挑战在于创造一个安全可控的区域来进行实验，因为飞机基本上会坠落到地球上20秒。

　　因此，实验环境必须依附于研究飞机的机舱，所有血迹的产生和记录都要易于控制。实验是在一个被称为手套箱的儿科孵化室内进行的。该室用于空间医学研究，用于研究出血控制。

　　出于对机舱内生物危害的考虑，飞机使用了一种模拟血液的合成物来代替真正的血液。这种模拟替代品模仿了血液粘度和表面张力的物理特性。实验开始时，模拟血液被装入注射器，一旦微重力诱导到自由落体状态，就手动按压注射器，将血液投射到一张20厘米的白纸上。

　　虽然这与真实的犯罪场景几乎没有什么相似之处，但法医调查员感兴趣的是血液和表面之间的相互作用，而不是投射的实际机制。然后按照正常程序对沾有血迹的纸张进行拍照和分析。

　　我们发现微重力确实改变了血滴的行为和它们产生的污渍。在地球上，血液倾向于以抛物线的方式下落，在重力的作用下，直到它撞到一个表面。但在这种情况下，血液继续沿直线流动，直到到达表面。

　　这条直线飞行路线是惯性作用的一个流动例子。然而，只有20厘米的距离，这对随后的图案影响很小。

　　这种差异在更大的距离上会变得更加明显，但是抛物线研究飞机的操作限制意味着它很难有效地重现。第二个关键的观察是血液在撞击表面时的扩散作用。

　　在典型的地球重力环境下，血滴在形成污渍的过程中会经历一系列的阶段。这需要液滴的崩溃，形成一个小波，并扩散成最后的污点形状。

　　然而，当重力从这种作用中消除时，扩散作用被表面张力和内聚力的主导力量所抑制，导致污渍的形状和大小比其地球孪生兄弟小。

　　我们正处于一个新的研究时代的开端，探索地外环境对法医证据行为的影响。尽管如此，这项研究的影响不仅限于法医科学，而且还限于更传统的自然科学，例如航天器设计中的流体动力学和航天器故障后空间法医工程中的故障分析。

　　为了扩大这一新的法医学科的研究，将需要更大的微重力环境，作者将非常乐意操作银河系第一个外星法医科学实验室。

　　Graham Williams，赫尔大学法医学教授，Zack Kowalske，斯塔福德郡大学博士研究员

　　本文转载自The Co在知识共享许可下的对话。阅读原文。

　　由学者和记者制作的独立新闻和评论网站。由学者和记者制作的独立新闻和评论网站。