天體取證可能是未來最酷的新職業之一

美國宇航局的阿爾忒彌斯計劃計劃在本世紀末將宇航員送回月球並建立一個永久性的軌道實驗室。

與此同時，私營公司正在採取重大措施，將付費客戶帶入更遠的太空。 隨著人類的足跡從熟悉的地球地形擴展到月球甚至更遠的地方，最後的前沿出現了一個有趣的新領域：天體法醫學。

這門學科仍處於起步階段，是由人性的必然性推動的。 太空為法醫調查提供了獨特且惡劣的環境。 重力變化、Cosmos輻射、極端溫度以及對供氧氣候系統的需求等環境提供了未來瀏覽器面臨的神秘變數的一些例子。

與地球不同，地球上的重力是一種恆定的力，塑造了我們現實的許多方面，而太空中重力的顯著減少給理解證據的行為帶來了新的挑戰。 這種轉變對於血跡模式分析等法醫科學至關重要，血跡模式分析在很大程度上依賴於重力效應來確定血跡形成的環境。

一想到太空中的重力，人們就會立即聯想到宇航員懸浮在太空中或國際空間站 (ISS) 中漂浮體操的畫面。

然而，真正的零重力存在於遠離任何天體的地方。 當靠近月球或行星等物體時，包括在圍繞地球等行星運行時，都會受到引力影響。

因此，太空中的大多數環境都是低重力或微重力，而不是零重力。 鑒於重力無處不在並且基本上是恆定的，我們很少關注它，通常會不假思索地自動將其作為常數納入計算中。

改變重力

但對於像血跡模式分析這樣的法醫學學科來說，重力
在空氣中的液態血液如何與表面相互作用並形成污漬圖案方面發揮著關鍵作用。 血跡模式分析是利用流體動力學、物理學和數學來了解血液的飛行和來源，並解釋其在刑事調查中如何沉積在表面上。

在最近發表的一項研究中，我們和我們的同事試圖了解空間重力環境改變將如何影響未來法醫學學科的基本原理。

在這項發表在《國際法醫科學：報告》上的研究中，我們使用了拋物線飛行研究飛機，由於其上下飛行路徑，該飛機會產生短時間的微重力。 這種類型的飛行通俗地稱為「嘔吐彗星」。

在自由落體微重力期間，將一些血滴投射到一張紙上，然後使用常規地球協議對所產生的血跡進行分析。 雖然這個概念聽起來很簡單，但挑戰在於創建一個安全可控的區域，以便在基本上墜落地球 20 秒的飛機上進行實驗。

因此，實驗環境必須附在機艙內。
研究平面以及所有血跡的生成和記錄都變得易於控制。 實驗是在一個經過改造的兒科孵化室（稱為手套箱）內進行的。 該室用於太空醫學研究，以研究出血控制。

由於飛機機艙內存在生物危害，因此使用了合成的血液類似物代替了真正的血液。 這種模擬替代品模仿了血液粘度和表面張力的物理特性。 為了開始實驗，將模擬血液裝入注射器中，一旦在自由落體中產生微重力，手動壓下注射器，將血液投射到一張白紙上 20 厘米。

雖然這與真實的犯罪場景幾乎沒有相似之處，但法醫調查員感興趣的是血液和表面之間的相互作用，而不是實際的投射機制。 然後按照正常程序對沾有血跡的紙進行拍照和分析。

我們發現微重力確實改變了血滴及其產生的污漬的行為。 在地球上，血液往往以拋物線方式下落，重力將其下拉，直到撞擊到表面。 但在這種情況下，血液繼續沿直線流動，直到到達表面。

這條直線飛行路徑是慣性作用的一個流體例子。 不過，由於距離只有20厘米，這對後續圖案的影響微乎其微。

這種差異在距離較遠時會變得更加明顯，但拋物線研究飛機的操作限制意味著很難有效地重現。 第二個關鍵觀察結果是血液撞擊表面後的擴散作用。

在地球典型的重力環境中，液態血滴在污漬形成過程中將經歷一系列階段。 這需要液滴塌陷，形成小波，並擴散成最終的染色形狀。

然而，當重力從該作用中消除時，擴散作用會受到表面張力和內聚力的主導力的抑制，從而導致污漬形狀和尺寸小於其陸地孿生體。

我們正處於一個新的研究時代的開始，探索外星環境對法醫證據行為的影響。 儘管如此，這項研究的影響不僅限於法醫學，還包括更傳統的自然科學，例如航天器設計中的流體動力學以及航天器故障後空間法醫學工程中的故障分析。

為了擴大這一新法醫學學科的研究，需要更大的微重力環境，作者將非常樂意運營銀河系第一個外星法醫學實驗室。

Graham Williams，赫爾大學法醫學教授和 Zack Kowalske，斯塔福德郡大學博士研究員

本文根據知識共享許可從 The Conversation 重新發布。 閱讀原文。