天体取证可能是未来最酷的新职业之一

美国宇航局的阿尔忒弥斯计划计划在本世纪末将宇航员送回月球并建立一个永久性的轨道实验室。

与此同时，私营公司正在采取重大措施，将付费客户带入更远的太空。 随着人类的足迹从熟悉的地球地形扩展到月球甚至更远的地方，最后的前沿出现了一个有趣的新领域：天体法医学。

这门学科仍处于起步阶段，是由人性的必然性推动的。 太空为法医调查提供了独特且恶劣的环境。 重力变化、Cosmos辐射、极端温度以及对供氧气候系统的需求等环境提供了未来浏览器面临的神秘变量的一些例子。

与地球不同，地球上的重力是一种恒定的力，塑造了我们现实的许多方面，而太空中重力的显着减少给理解证据的行为带来了新的挑战。 这种转变对于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重力效应来确定血迹形成的环境。

一想到太空中的重力，人们就会立即联想到宇航员悬浮在太空中或国际空间站 (ISS) 中漂浮体操的画面。

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物体时，包括在围绕地球等行星运行时，都会受到引力影响。

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。 鉴于重力无处不在并且基本上是恒定的，我们很少关注它，通常会不假思索地自动将其作为常数纳入计算中。

改变重力

但对于像血迹模式分析这样的法医学学科来说，重力
在空气中的液态血液如何与表面相互作用并形成污渍图案方面发挥着关键作用。 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飞行和来源，并解释其在刑事调查中如何沉积在表面上。

在最近发表的一项研究中，我们和我们的同事试图了解空间重力环境改变将如何影响未来法医学学科的基本原理。

在这项发表在《国际法医科学：报告》上的研究中，我们使用了抛物线飞行研究飞机，由于其上下飞行路径，该飞机会产生短时间的微重力。 这种类型的飞行通俗地称为“呕吐彗星”。

在自由落体微重力期间，将一些血滴投射到一张纸上，然后使用常规地球协议对所产生的血迹进行分析。 虽然这个概念听起来很简单，但挑战在于创建一个安全可控的区域，以便在基本上坠落地球 20 秒的飞机上进行实验。

因此，实验环境必须附在机舱内。
研究平面以及所有血迹的生成和记录都变得易于控制。 实验是在一个经过改造的儿科孵化室（称为手套箱）内进行的。 该室用于太空医学研究，以研究出血控制。

由于飞机机舱内存在生物危害，因此使用了合成的血液类似物代替了真正的血液。 这种模拟替代品模仿了血液粘度和表面张力的物理特性。 为了开始实验，将模拟血液装入注射器中，一旦在自由落体中产生微重力，手动压下注射器，将血液投射到一张白纸上 20 厘米。

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

我们发现微重力确实改变了血滴及其产生的污渍的行为。 在地球上，血液往往以抛物线方式下落，重力将其下拉，直到撞击到表面。 但在这种情况下，血液继续沿直线流动，直到到达表面。

这条直线飞行路径是惯性作用的一个流体例子。 不过，由于距离只有20厘米，这对后续图案的影响微乎其微。

这种差异在距离较远时会变得更加明显，但抛物线研究飞机的操作限制意味着很难有效地重现。 第二个关键观察结果是血液撞击表面后的扩散作用。

在地球典型的重力环境中，液态血滴在污渍形成过程中将经历一系列阶段。 这需要液滴塌陷，形成小波，并扩散成最终的染色形状。

然而，当重力从该作用中消除时，扩散作用会受到表面张力和内聚力的主导力的抑制，从而导致污渍形状和尺寸小于其陆地孪生体。

我们正处于一个新的研究时代的开始，探索外星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学，还包括更传统的自然科学，例如航天器设计中的流体动力学以及航天器故障后空间法医学工程中的故障分析。

为了扩大这一新法医学学科的研究，需要更大的微重力环境，作者将非常乐意运营银河系第一个外星法医学实验室。

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

本文根据知识共享许可从 The Conversation 重新发布。 阅读原文。