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原标题:宇航员是怎样炼成的

浏览次数:188 时间:2019-07-19

  中国航天员的训练也是分为3个阶段:第1阶段是基础理论培训。在这一阶段,航天员要学习火箭和飞船的设计原理、飞行动力学、气象学、天文学、通信、设备检测、航天医学知识等等。第2阶段是专业技能训练。航天员要熟悉飞船的结构、组成,飞船各系统的工作原理和模式,甚至要掌握重要部组件和单机的情况。第3阶段是飞行程序和任务训练。航天员们要在与真实飞船相同的训练模拟器上,通过实景仿真,掌握和知道应该注意观察什么,什么时候和地面联系。在这一阶段,航天员们还要学会发现和排除紧急情况,以考察和锻炼他们的判断能力和对事物的迅速反应能力。

  这3个阶段的学习一般需要3-5年的时间,“准航天员们”相当于又上了一个本科。在训练中,他们还要奔赴沙漠、寒区、雨林、海上,配合搜救部队进行搜救演习。像体能训练、特殊生理功能训练等将一直伴随在3个学习阶段。

  航天员是载人航天的核心航天员系统的工作主要是围绕如何选拔、培训出合格的航天员以及保障航天员的安全、健康和工效来开展。因此,在天上给航天员安一个舒适的家也是一项重要的工作。

  飞船进入太空后,将处于一个微重力、高真空和较强空间辐射的环境中。为确保航天员安全、健康和高效地工作,就必须人为地创造出一个尽可能接近地球表面的生活、工作环境。所以,要提出对载人飞船的医学和工效学要求,并把这些作为飞船设计和建造的主要依据。

  在飞船上还装有一整套航天员医学监督设备。在载人飞行中,通过这些设备,航天医学科技工作者就可以监测、判断航天员的身体状况,对航天员进行医学监督和医学保障。这也是天地间的特殊遥科学。

  宿双宁向记者介绍,参加载人航天飞行任务的除航天员外,还有随船工程师和载荷专家,将来还有太空游客,对这后3类人的身体要求会有所放松。所以,随着我国载人航天技术的发展,说不定哪一天,你也会和中国航天员一样,去实践不仅仅是自己的、更是一个日益强大的民族埋藏了千年的飞天梦。

  载人航天比航空来讲要复杂得多,需克服失重、超重、缺氧、孤独、火箭发动机的震动与噪声、宇宙射线的影响和流星体撞击航天器等一系列艰难险阻,因而对航天员的生理和心理素质有较高的要求。例如,要有强烈的事业心和献身精神,因为载人航天风险很大,至今已有22名航天员血洒蓝天;要有良好的体格,身体表面没有畸形等影响穿戴或使用航天服、仪器操作的肢体障碍,也没有外伤及其后遗症,有潜在慢性病、精神与神经病的人更不行,喜欢抽烟和喝酒的人也排除在外,因为航天器舱内空间狭小,设备多,吸烟会污染空气,并易发生火灾,喝酒则能诱发体内潜在疾病,干扰正常工作;要有良好的心理品格,胆大心细,遇事不慌,善于控制自己的情绪,能与他人和睦相处。当年阿波罗13号飞船登月飞行时虽然服务舱发生爆炸,但由于船上航天员坚毅果敢,所以终于转危为安。未来的国际空间站对航天员心理要求更高,因为各国航天员需协同工作。

  此外,载人航天是一门综合度极度高的综合技术,所以要求航天员应有较高的科学文化知识,能接受航天技能的训练,以便可以承担复杂的航天任务。一般为大本,硕士或博士更好。

  航天员还应有非凡的工作能力和丰富的工作经验,从而能独立并实时处理险情。从空军飞行员中选拔航天驾驶员的原因之一就是他们具有多年飞行实践的经验。

  要使航天员具有上述素质,需要经过选拔和培训两个步骤才行。当然,根据航天任务及其对各类航天员的不同要求,航天员的选拔与培训项目、内容和标准也各异,例如美国就把航天员的身体素质分为3级,他们的训练时间和内容都不同。

  航天员选拔一般分为两个阶段。首先要招收一批志愿者,他们身体好,身高在1.6~1.75米,年龄一般不超过40岁,受过高等教育,经过一系列检查后先选出预备航天员;然后在此基础上进行飞前合格选拔。

  航天员的选拔通常要经过基本资格审查、临床医学检查、生理机能选拔、心理选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等,其实施阶段一般又细分为:预选、门诊检查、住院检查、特殊环境因素检查、训练过程中的时间大约为1年,其淘汰比例约为1:100,早期更高。

  航天员选训专家称,在上述选拔中,医学选拔是最关键的一关,生理机能选拔是最基础的一关,特殊环境因素耐力选拔是最难的一关,心理选拔是最重要的一关。例如,特殊环境因素耐力选拔要进行低气压与缺氧耐力检查,最大体力负荷检查振动力检查等。

  除美国和苏俄外,法国、日欧空局和中国等国都进行过航天员的选拔,其步骤和程序大同小异。

  据国内一本公开发行的书籍透露,中国早在70年代初就进行了首批航天员的试选工作,选拔标准与美苏选拔首批航天员相同,试选对象是空军飞行员。中国还曾根据国情制定了中国载荷专家的选拔标准。

  选拔出航天员后,对他们还须进行严格而特殊的训练,并在训练中再次选拔。其目的是:通过训练提高被选入人员的体力、智力、生理功能和工程技术、科学知识水平;适应与耐受航天中遇到的特殊应激环境,完成特定飞行任务。如果不训练,人在太空连一般生活都极困难。

  航天员的训练包括体质训练、理论知识教育、心理训练、特殊环境因素耐力和适应性训练、航天飞行技能训练、生存训练以及综合性训练。其中职业航天员一般需要训练3~4年,载荷专家需要2.5年,太空游客则不到半年。有人不禁要问,在地面如何进行失重训练?目前多用改装的失重飞机进行。这种飞机的机舱内有宽大的空间,内乘被训人员。当它飞到一定高度和速度时,以一定的操纵程序进入特别设计的失重抛物线飞行时,便可出现失重现象。通过这种训练,可消除人体对失重的恐惧感等。

  除进行航天基础性训练外,航天职业技能训练也相当重要,只有掌握才能参加真正的航天飞行任务,为此,美国和苏俄还研制了不少各种职能训练器和飞行模拟器。包括航天服的穿脱和使用、航天食品和餐具的使用等也都要一一进行训练,否则吃饭时容易把食品放入鼻子里,上厕所时会搞得粪便到处漂。

  此外,飞行任务训练也是必不可少的,如出舱活动训练,交会对接训练。为了建造国际空间站,美国在俄罗斯的和平号空间站和自己的航天飞机上进行过大量有关训练。

  目前,美俄等国都有自己的航天员培训中心。美国的航天员培训中心有约翰逊航天中心和肯尼迪航天中心,它们都是用美国总统名字命名的,其中以约翰逊航天中心为主,肯尼迪航天中心只是在发射前时一个短时间里进行必要的训练。在美国,普通航天游客只需训练半年即可上天。

  美国航宇局2003年7月起进行了新一轮的航天员选拔工作。此次希望参加选拔的美国公民可以通过两种方式得到申请表格,一是通过邮局邮寄获得,二是可以登陆“航天员选拔办公室”的专门网站下载。根据规定,任何在科学及工程方面具有高级技能的人才均可以提出参选申请。但如果要想成为驾驶航天飞机的航天员,申请人还必须具备飞行大型喷气式飞机的丰富经验。从2003年7月起,美国航宇局用了半年的时间对所有申请人进行了测试、谈线年初公布了选拔结果。从2004年夏天起,被选拔确定的航天员将在休斯顿接受适应未来航天飞行的培训。

  此外,根据“航天员教育家计划”,美国航空航天局还将同时进行宇航员教师的选拔工作。据统计,2003年1-4月份,已经有1100多人登陆航宇局网站提出申请,但美国航空航天局只从中只选拔出3-4人。

  苏俄是在被叫作“星城”的加加林训练中心训练航天员的,那里有1:1的航天器模型装置、大型训练水池、天文馆训练楼等,世界第1位太空游客蒂托在这里训练了3个多星期后升空。为进一步研究载人航天生理学和心理学,完善载人航天器中的生命保障系统,俄罗斯2001年首次启用了能高度模拟航天器内部环境的新型实验设施。俄罗斯科学院医学和生物学研究所运用这种新型载人航天模拟设施,首次将失重和寂寞适应性实验合二为一地进行。该设施为全封闭结构,内部温度和湿度等指标均与载人航天器中相差无几,16小时的照明和8小时的关闭光源则模拟了航天器上所感受到的昼夜交替变化。在其中进行的载人航天模拟研究有助于提高航天员机体耐力,对完善载人航天器内部设施也具有重要价值。俄罗斯专家介绍说,在失重环境中,人体血液会被重新分配。头部血量增多,下肢血量减少,动静脉血压、心房压力上升。这种状态会使人水分消耗增大,血浆量减少。如任其发展,则会导致人肌肉萎缩、骨骼松脆、免疫力下降。此外,长期太空飞行易使人产生寂寞、急躁、灰心等情绪,如不能将其及时排除,则势必会影响航天员的研究工作。目前,航天员主要通过航天模拟训练、体育锻炼、科学地饮食作息来克服上述不利影响。

  从2002年12月起,俄罗斯医学和生物学课题研究所开始测试3种宇航训练、防护装置——失重训练薄膜、气垫鞋和多功能健身器。据俄塔社报道,失重训练薄膜是一种特制的防水膜,科研人员将把它敷设在蓄水池的水面上,之后两名志愿人员将躺在薄膜上。失重训练薄膜具有很好的弹性,可使志愿人员陷入水平面以下,但是陷入的程度并不妨碍人的活动。在这种状态下,肌肉和骨骼所受到的支撑力与失重状态下十分相似。为深入测试训练薄膜的性能,8名志愿者将分4批,累计在训练薄膜上生活1个月。

  在第2项试验中,志愿者将在人造失重条件下试穿一种特制的皮鞋。该皮鞋底部装有多根有弹性的导气管和一个打气装置。充满气体的多根导管会形成一个气垫,适度挤压人的脚掌。据专家介绍,在失重状态下人的脚掌感受不到习以为常的支撑力,因此部分航天员常感到不舒服。在上述皮鞋气垫的挤压下,航天员会感到其脚掌一直踩在某固体表面。如果测试成功,这种气垫鞋将被运往载人空间站。

  在最后一项试验中,科研人员将测试一种多功能健身器。利用该健身器,航天员能在航天器内从事模拟划船、推铅球、举重、骑自行车、慢跑等体育项目。据专家透露,长期太空飞行容易使人体能下降。为消除这一不利影响,“国际空间站”内的航天员一直在按时用健身器锻炼身体。当航天员即将实施太空行走或接到延期返航的命令后,他们还会加大锻炼强度。

  什么样的人才能当上中国的航天员?据中国航天员系统总师宿双宁向媒体透露,战斗机飞行员证明是航天员的最佳人选。

  已经上天的中国第一批航天员除具有思想作风好、政治素质高、心里稳定、临危不乱等“软性”条件外,还具有高超的飞行技术、丰富的飞行经验以及强健的体魄。

  美俄等航天强国都是从空军飞行员中选拔航天员的。因为战斗机飞行员的工作环境和具备的素质与航天员最为接近。战斗机的起飞和着陆速度快,操作复杂,很容易造成生命威胁。其超音速飞行、高空飞行和各种高难度的特技动作,要求飞行员能够习惯高低气压迅速变化带来的不适,在承受超出体重数倍载荷的情况下仍能对飞机上复杂的仪表正确操作,这与航天员的工作颇有“异曲同工”之妙。此外,战斗机飞行员一般都处理过空中的紧急情况,如很多战斗机飞行员都有过空中紧急跳伞、发生故障紧急处理等“特殊”经历,这些都是未来在太空工作的宝贵经验财富。

  要想成为一名航天员,必须通过身体和心理的多重考验,能闯过道道难关的人一定是身体和心理的“双重”出类拔萃者。

  航天员的体检,与普通人大为不同。“准航天员”要住进医院检查近一个月的时间,各种现代化的医疗检测手段会把航天员“盯”得紧紧的。看他有没有潜在疾病,有没有遗传性疾病。就连和他生活最为亲近的配偶,都要被详查个仔细。

  这才刚刚开了个头。紧接下来的特殊生理检查又是一个严峻的关口。应试者要在离心机上加上8g的超重,考察承受力和反应能力;要在低压舱内接受缺氧耐力检查;还要在飞速旋转并不断变换方向的转椅上转上15分钟考察你的前庭功能适应空间飞行的能力。中国早已有自己的航天员培训中心,它包括人用离心机,人用真空舱、天象仪馆、低压变温舱等。

  除了具有健康的身体和特殊的生理功能外,航天员还要具有不同一般的心理素质。应试者要在不同场景模拟情况下,通过一系列的心理检查。在这个过程中,考察应试者面对困难的能力和与人协调沟通的本领。

  载人飞船内的空间只相当于一个普通的卫生间大小,“国际空间站”里的面积也小于一套普通的两室一厅。在这样狭小的空间内面对来自太空的各种不可测因素,非要具有临危不乱、泰然处之的超出常人的果敢与不一般的心境。

  根据中国载人航天工程《航天员训练大纲》的要求,各项训练都已积极开展。有的项目并不要求航天员得满分。但是,他们都曾非常认真刻苦地训练。

  宿双宁总师对记者说,中国航天员的标准身高为1.70米左右,体重约为65千克。这是中国人的标准身材。但是,在世界范围内,这样的外在条件也并不是绝对的。如今,在俄罗斯新一代飞船联盟TMA上,这一标准就放宽了。因为,人要是稍微矮一些的话,脊柱会短一些,对着陆冲击的耐受力较为有利些。

  中国航天员的训练也是分为3个阶段:第1阶段是基础理论培训。在这一阶段,航天员要学习火箭和飞船的设计原理、飞行动力学、气象学、天文学、通信、设备检测、航天医学知识等等。第2阶段是专业技能训练。航天员要熟悉飞船的结构、组成,飞船各系统的工作原理和模式,甚至要掌握重要部组件和单机的情况。第3阶段是飞行程序和任务训练。航天员们要在与真实飞船相同的训练模拟器上,通过实景仿真,掌握和知道应该注意观察什么,什么时候和地面联系。在这一阶段,航天员们还要学会发现和排除紧急情况,以考察和锻炼他们的判断能力和对事物的迅速反应能力。

  这3个阶段的学习一般需要3-5年的时间,“准航天员们”相当于又上了一个本科。在训练中,他们还要奔赴沙漠、寒区、雨林、海上,配合搜救部队进行搜救演习。像体能训练、特殊生理功能训练等将一直伴随在3个学习阶段。

  航天员是载人航天的核心航天员系统的工作主要是围绕如何选拔、培训出合格的航天员以及保障航天员的安全、健康和工效来开展。因此,在天上给航天员安一个舒适的家也是一项重要的工作。

  飞船进入太空后,将处于一个微重力、高真空和较强空间辐射的环境中。为确保航天员安全、健康和高效地工作,就必须人为地创造出一个尽可能接近地球表面的生活、工作环境。所以,要提出对载人飞船的医学和工效学要求,并把这些作为飞船设计和建造的主要依据。

  在飞船上还装有一整套航天员医学监督设备。在载人飞行中,通过这些设备,航天医学科技工作者就可以监测、判断航天员的身体状况,对航天员进行医学监督和医学保障。这也是天地间的特殊遥科学。

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