细胞如何帮助阿尔忒弥斯宇航员锻炼

2033年，美国宇航局和中国计划向火星发送首次载人任务。这些任务将每两年发射一次，当时地球和火星处于其轨道上最近的点(火星冲日)。这些任务需要六到九个月才能使用常规技术到达红色星球。这意味着宇航员可以在微重力下花费长达一年半的时间，然后在火星重力(大约占地球重力的40%)下进行数月的表面操作。这可能会对宇航员的健康产生严重后果，包括肌肉萎缩、骨密度下降和心理影响。

在国际空间站(ISS)上，宇航员保持严格的锻炼方案以减轻这些影响。然而，宇航员在前往火星的途中不会有同样的选择，因为他们的飞行器(猎户座宇宙飞船)的体积要小得多。为了应对这一挑战，贝克曼先进科学与技术研究所的Marni Boppart教授和她的同事正在开发一种使用再生细胞的过程。这项工作可以帮助确保宇航员健康、热情地抵达火星，并准备好进行探索。

Boppart是贝克曼研究所和诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)应用健康科学学院(CAHS)的运动机能学和社区健康教授。在加入UIUC之前，Boppart是美国空军的一名军官和航空航天生理学家，专门研究高空健康危害。她目前的研究集中在分子水平上的肌肉损失和增加，她希望这将导致在活动和锻炼受限的情况下恢复力量的策略。

考虑到在微重力下花费的时间可能对人体产生的影响，这种情况带来了问题。这些生理效应得到了很好的记录，这要归功于国际空间站正在进行的研究，例如美国宇航局著名的双胞胎研究。正如Boppart在贝克曼研究所最近的新闻稿中所说：

“宇航员在短短两周后可以失去高达20%的肌肉质量，每个月可以失去1-2%的骨矿物质密度。太空旅行的时间越长，人体组织和生理系统的恶化就越大。但即使是在太空中进行的最激烈的[锻炼]协议也不足以克服微重力的负面影响。需要传统锻炼的替代方案，理想情况下基于锻炼原则。

Boppart和她的同事开始研究太空探索细胞的再生能力，以响应空间健康转化研究所(TRISH)的太空健康生物医学研究进展(BRASH)的征集，该研究所由NASA人类研究计划资助。该研究所要求研究人员研究通过增强人体自身的维护和细胞修复能力来确保宇航员健康和表现的新方法。他们表示，这些方法将成为长期探索任务的一部分，包括美国宇航局的阿尔忒弥斯计划和未来的火星载人任务。

阿尔忒弥斯的任务架构是猎户座宇宙飞船，它将把四名宇航员运送到月球。该计划将自17年阿波罗1972号任务着陆以来首次将两名宇航员送往月球表面(阿尔忒弥斯三号)。然而，阿尔忒弥斯的长期目标是建立一个“持续的月球探索和发展”计划，其中包括建立基础设施 - 如阿尔忒弥斯大本营和月球门户 - 以促进未来十年的火星任务。

猎户座飞船的体积有限，因为它被设计为三个功能，包括宿舍，餐厅和控制室。而其总加压容积为 20 立方米(690.6 英尺)3)，可居住空间仅9立方米(316英尺)3) 的体积。这几乎没有为类似于宇航员在国际空间站上可以使用的阻力和耐力设备留下的空间。相反，Boppart和她的团队专注于运动期间和运动后在人体内发生的细胞活动。