NASA đã thực hiện một nghiên cứu mang tính bước ngoặt bằng cách theo dõi cặp anh em sinh đôi giống hệt nhau: phi hành gia Scott Kelly và Mark Kelly. Trong khi Scott dành 340 ngày trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) từ năm 2015 đến 2016, Mark ở lại Trái Đất, tạo điều kiện lý tưởng để so sánh tác động của môi trường không gian lên cơ thể người. Dữ liệu sinh học được thu thập liên tục trong suốt nhiệm vụ và sau khi Scott trở về, công bố vào năm 2019, đã làm dấy lên nhiều câu hỏi về giới hạn sinh học của con người trong các sứ mệnh không gian dài hạn.

Kết quả cho thấy dù bộ gene của Scott không thay đổi, khoảng 7% biểu hiện gene của ông vẫn khác biệt sau 6 tháng trở về, với 811 gene liên quan đến hệ miễn dịch và sửa chữa ADN chưa phục hồi hoàn toàn. Phát hiện gây chú ý nhất là telomere – cấu trúc bảo vệ đầu nhiễm sắc thể – lại dài ra trong không gian, điều ngược với quá trình lão hóa thông thường. Tuy nhiên, telomere nhanh chóng ngắn lại sau khi Scott trở lại Trái Đất, cho thấy hiện tượng này có thể là phản ứng tạm thời với căng thẳng môi trường.

Nghiên cứu cũng ghi nhận suy giảm nhẹ trong chức năng nhận thức của Scott, bao gồm tốc độ xử lý thông tin và độ chính xác, kéo dài sau khi trở về. Những thay đổi này đặt ra thách thức lớn cho các sứ mệnh tương lai như đến Sao Hỏa, có thể kéo dài hơn hai năm. NASA nhấn mạnh đây mới chỉ là nghiên cứu đầu tiên, cần thêm dữ liệu từ nhiều phi hành gia để xác định liệu các phản ứng này là phổ biến hay riêng biệt. Tuy nhiên, thí nghiệm đã chứng minh vũ trụ có thể tác động sâu đến sinh học con người – không chỉ về thể chất mà cả ở cấp độ phân tử.