太空犯罪尚未发生。以下是当他们这样做时我们可能解决它们的方法。
美国宇航局的阿尔忒弥斯计划计划将宇航员送回月球并在本世纪末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,将付费客户进一步带入太空。随着人类的足迹扩展到地球熟悉的地形之外,到月亮可能更远的地方,一个有趣的新领域从最后的前沿出现: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而恶劣的环境。呈现重力变化、宇宙辐射、极端温度以及对供氧气候系统的需求的设置为未来探险家面临的超凡脱俗变量提供了一些例子。
与地球不同,重力是一种恒定的力,塑造了我们现实的许多方面,显著降低太空重力在理解证据的行为方式方面提出了新的挑战。这种转变对于血迹模式分析等法医学至关重要,因为血迹模式分析严重依赖重力效应来确定血迹形成的环境。
一想到太空中的重力,就会立即让人联想到宇航员悬浮在太空中或漂浮在太空中的体操。国际空间站(ISS).
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具有低重力或微重力,而不是零重力。鉴于重力无处不在且基本上是恒定的,我们很少关注它,通常会不假思索地将其作为常数自动计入计算中。
重力改变
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产生污渍模式方面起着至关重要的作用。血迹模式分析是利用流体力学、物理学和数学来了解血液的流动和来源,并解释血液是如何在刑事调查中沉积在表面上的。
在最近发表的一项研究中,我们和我们的同事们试图了解改变的太空重力环境将如何影响未来法医学学科的初始原理。
对于这项研究,发表在国际法证科学:报告,我们用了一个抛物线飞行研究飞机由于其上下的飞行路径,这会引起短时间的微重力。这种类型的飞行被通俗地称为“呕吐彗星”。
在这段自由落体微重力的时期,一些血滴将被投射到一张纸上,然后使用常规的地球协议分析产生的血迹。虽然这个概念听起来很简单,但要创造一个安全可控的区域来在一架基本上坠落地球 20 秒的飞机上进行实验是一个挑战。
因此,实验环境必须附着在研究飞机的机舱上,并且所有血迹的产生和记录都易于控制。实验在一个重新利用的儿科孵化室内进行,称为手套箱。该腔室用于空间医学研究,用于研究出血控制。
由于飞机机舱内的生物危害问题,使用了血液的合成类似物而不是真正的血液。这种类似物替代品模仿了血液粘度和表面张力的物理特性。为了启动实验,将模拟血液加载到注射器中,一旦在自由落体中诱导微重力,手动按下注射器以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,血液往往以抛物线的方式落下,重力拉下它,直到它撞击表面。但在这种情况下,血液继续沿直线传播,直到它到达表面。
这条直线飞行路径是惯性作用的流动例子。然而,由于距离只有 20 厘米,这对随后的图案影响很小。
这种差异在更远的距离上会变得更加明显,但抛物线研究飞机的操作限制意味着很难有效地重建。第二个关键观察结果是血液在撞击表面时的扩散作用。
在地球典型的重力环境中,液态血滴在污渍形成过程中会经历一系列阶段。这需要液滴坍塌,形成小波浪,并扩散成最终的染色形状。
然而,当重力从该作用中消除时,扩散作用受到表面张力和内聚力的支配力的抑制,导致污渍的形状和大小小于其陆地孪生体。
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分析航天器故障后空间取证工程中的故障。
为了扩大这一新法医学学科的研究,将需要更大的微重力环境,作者将非常乐意运营银河系的第一个外星法医科学实验室。