Arbejdede med, hvordan man løser forbrydelser i rummet - den endelige grænse for retsmedicinsk videnskab

NASAs Artemis-program skal efter planen returnere astronauter til månen og etablere et permanent kredsløbslaboratorium inden udgangen af ​​årtiet.

I mellemtiden tager private virksomheder betydelige skridt for at bringe betalende kunder længere ud i rummet. Efterhånden som menneskehedens fodaftryk udvider sig ud over Jordens velkendte terræn til månen og muligvis videre, dukker et spændende nyt felt op fra den endelige grænse:astroforensics.

Denne disciplin, der stadig er i sin vorden, drives frem af den menneskelige naturs uundgåelighed. Space præsenterer et unikt og barskt miljø for retsmedicinske undersøgelser. Indstillinger, der præsenterer ændret tyngdekraft, kosmisk stråling, ekstreme temperaturer og behovet for ilttilførende klimasystemer, giver nogle få eksempler på de ujordiske variabler, som fremtidige opdagelsesrejsende står over for.

I modsætning til Jorden, hvor tyngdekraften, en konstant kraft, former mange aspekter af vores virkelighed, introducerer den betydelige reduktion af tyngdekraften i rummet nye udfordringer med at forstå, hvordan beviser opfører sig. Dette skift er afgørende for retsmedicinske videnskaber som blodpletmønsteranalyse, som er stærkt afhængig af gravitationseffekter for at bestemme de omstændigheder, hvorunder blodpletter dannes.

Tanken om tyngdekraften i rummet fremmaner straks billeder af astronauter, der er spøgende svævende i rummets tomrum eller flydende gymnastik i Den Internationale Rumstation (ISS).

Imidlertid eksisterer ægte nultyngdekraft langt væk fra alle himmellegemer. Når du er tæt på et legeme, såsom en måne eller en planet, vil der være en gravitationspåvirkning, også når du er i kredsløb om en planet som Jorden.

Derfor har de fleste miljøer i rummet lav eller mikrotyngdekraft frem for nul tyngdekraft. I betragtning af at tyngdekraften er allestedsnærværende og stort set konstant, lægger vi meget lidt vægt på den, og vi tager den normalt automatisk med i beregninger som en konstant uden at tænke over det.

Ændret tyngdekraft

Men for en retsmedicinsk disciplin som blodpletmønsteranalyse spiller tyngdekraften en afgørende rolle i, hvordan luftbårent flydende blod interagerer med en overflade og skaber pletmønstre. Blodpletmønsteranalyse er brugen af ​​væskedynamik, fysik og matematik til at forstå blodets flugt og oprindelse og fortolke, hvordan det blev aflejret på en overflade i kriminelle efterforskninger.

I en nyligt offentliggjort undersøgelse søgte vi og vores kolleger at forstå de begyndende principper for, hvordan rummets ændrede tyngdekraftsmiljø vil påvirke fremtidige retsvidenskabelige discipliner.

Til denne undersøgelse, offentliggjort i Forensic Science International:Reports , brugte vi et parabolsk flyveforskningsfly, der fremkalder korte perioder med mikrotyngdekraft på grund af dets op-og-ned-flyvevej. Denne type flyvning er i daglig tale blevet omtalt som "brækkometen".

I løbet af denne periode med frit faldende mikrotyngdekraft ville et antal bloddråber blive projiceret på et stykke papir, og den resulterende blodplet blev derefter analyseret ved hjælp af rutinemæssige jordbundne protokoller. Selvom konceptet lyder simpelt, var der en udfordring i at skabe et sikkert og kontrollerbart område til at udføre eksperimenter i et fly, der dybest set faldt til Jorden i 20 sekunder.

Derfor skulle forsøgsmiljøet fastgøres til forskningsflyets kabine, og al blodpletgenerering og dokumentation gøres let kontrollerbar. Eksperimenter blev udført inde i et genbrugt pædiatrisk inkubationskammer, omtalt som en handskeboks. Dette kammer bruges i rummedicinsk forskning til at studere blødningskontrol.

En syntetisk analog af blod blev brugt i stedet for ægte blod på grund af biohazard bekymringer i flyets kabine. Denne analoge erstatning efterlignede de fysiske egenskaber ved blodets viskositet og overfladespænding. For at påbegynde eksperimentet blev det analoge blod fyldt i en sprøjte, og når mikrotyngdekraften var induceret i frit fald, blev sprøjten manuelt trykket ned for at projicere blodet på tværs af 20 cm på et ark hvidt papir.

Selvom dette ikke minder meget om sande kriminelle scenarier, er det interaktionen mellem blodet og overfladen, der er af interesse for den retsmedicinske efterforsker - snarere end selve projektionsmekanismen. De blodplettede papirer blev derefter fotograferet og analyseret efter normale procedurer.

Vi fandt ud af, at mikrotyngdekraften faktisk ændrer bloddråbernes adfærd og de pletter, de skaber. På Jorden har blod en tendens til at falde på en parabolsk måde, hvor tyngdekraften trækker ned på det, indtil det rammer en overflade. Men i dette tilfælde fortsatte blodet med at rejse i en lige linje, indtil det ramte overfladen.

Denne flyvevej i lige linje er et flydende eksempel på inerti i aktion. Men med en afstand på kun 20 cm havde dette minimal effekt på det efterfølgende mønster.

Denne forskel ville blive mere tydelig over større afstande, men den operationelle begrænsning af det parabolske forskningsfly betyder, at det ville være vanskeligt at genskabe effektivt. Den anden nøgleobservation var blodets spredningsvirkning ved at ramme overfladen.

I Jordens typiske tyngdekraftsmiljø vil flydende bloddråber gennemgå en række faser i pletdannelsesprocessen. Dette medfører dråbens kollaps, dannelsen af ​​en lille bølge og spredning til en endelig pletform.

Men når tyngdekraften elimineres fra denne handling, hæmmes spredningsvirkningen af ​​den dominerende kraft af overfladespænding og kohæsion, hvilket resulterer i en pletform og størrelse, der er mindre end dens terrestriske tvilling.

Vi er ved begyndelsen af ​​en ny forskningsæra, hvor vi udforsker virkningen af ​​det udenjordiske miljø på adfærden af ​​retsmedicinske beviser. Alligevel er virkningen af ​​denne forskning ikke kun begrænset til retsmedicinske videnskaber, men også mere traditionelle naturvidenskaber, såsom væskedynamik i rumfartøjsdesign og analyse af fejl i rumforensisk teknik efter en rumfartøjsfejl.

For at udvide forskningen i denne nye retsmedicinske disciplin vil der være behov for større mikrogravitationsmiljøer, og forfatterne ville være mere end glade for at drive galaksens første udenjordiske retsmedicinske laboratorium.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.