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航天员是怎样炼成的

航天员是怎样炼成的

 今年6~8月,我国将择机发射“神舟”九号飞船。它将载着3名航天员,实现与“天宫”一号目标飞行器的手控交会对接,全面验证交会对接技术。“神舟”九号的航天员将进入“天宫”一号内,开展相关空间科学实验和技术试验。为此论文联盟http://,包括两名女航天员在内的所有中国航天员正按科学合理的方法刻苦训练,准备参与“神舟”九号飞船任务的选拔。目前,谁能入选“神舟”九号被广泛关注,中国第一位女航天员能否亮相更值得期待。如何选拔和培训男女航天员、二者相比有何优劣等,也成为公众议论的热点、焦点问题。
  
  “金牌”标准
  
  由于载人航天活动具有任务艰巨、技能复杂、环境特殊、危险性大等特点,需克服失重、超重、缺氧、孤独、震动、噪声等一系列艰难险阻,因此对航天员的生理条件和心理素质要求很高。
  首先,航天员要有强烈的事业心和献身精神,因为载人航天风险很大,全世界至今已有22名航天员血洒蓝天。其次,航天员要具有良好的体格,没有畸形或肢体障碍,且没有过外伤及后遗症,以免影响穿戴或使用航天服、进行仪器操作等;患潜在慢性病、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,因为载人航天器舱内空间狭小,设备多,吸烟会污染空气,容易发生火灾,而喝酒会诱发体内潜在疾病,干扰正常工作;有哮喘、耳鸣、贫血等过往病史者,或家族有某些遗传病史者同样不符合要求,因为太空复杂的环境和工作条件可能诱发疾病或导致旧病复发。WWW.11665.coM另外,航天员还要有良好的心理品质,胆大心细、遇事不慌、善于控制情绪、能与他人和睦相处。当年“阿波罗”13号飞船奔月时服务舱发生爆炸,但凭借航天员良好的心理素质和关键时刻坚毅果敢,最终转危为安。
  载人航天是一门高度综合的技术,除上述要求外,航天员还应具有较高的科学文化水平,能接受航天技能的训练,以便可以承担复杂的航天任务,学历一般要求本科以上。非凡的工作能力和丰富的经验也必不可少,唯此才能独立并实时处理险情。从飞行员中选拔航天员的原因之一就是他们具有多年的飞行实践经验。
  (链接:美俄等国的航天员很多都是从战斗机飞行员中选拔的。因为他们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都很快,操作复杂,很容易出现危险。其超声速飞行、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紧急情况,很多人都有过空中紧急跳伞、发生故障紧急处理等特殊经历,这些都是在太空工作的宝贵财富。)
  航天员的选拔对今后的训练乃至最终完成载人航天飞行任务具有重要意义。50多年来,全世界已选拔出500多名航天员,其中女航天员50多名。我国共有航天员21名,女航天员两名。可见,男性占航天员总数的90%。现在,包括我国在内的所有从事载人航天的国家都有一套完整的航天员选拔标准。不过,对不同类型、不同航天器、担负不同任务的航天员,有不同的选拔标准和训练要求。“神舟”五号、六号、七号飞船顺利完成任务的事实表明,我国航天员的选拔和训练是科学有效的。
  参与早期载人航天活动的航天员一人包揽所有工作。但随着载人航天器尺寸增大、寿命延长、人数增加、工作愈发复杂,航天员也随之进行了专业分工。他们一般分飞行专家、任务专家和载荷专家3类,其中对飞行专家的要求最高,任务专家次之,载荷专家相对最低。
  飞行专家主要包括指令长和驾驶员。他们除驾驶载人航天器外,还要负责飞行安全,协助其他专家监

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视、控制与维护空间站的设备仪器。指令长是乘员组的“头”,要管理飞行任务的安排和实施、飞行指挥、通信联络等,也兼任驾驶员;驾驶员主管载人航天器的飞行、检修和维护,若指令长“不在状态”,他可接替指令长的工作。
  随着载人航天活动论文联盟http://的不断发展,尤其是寿命长、体积大、用途广的空间站问世之后,航天员在太空的任务难度也相应加大。例如,出舱维修和组装载人航天器,操纵机械臂施放或回收卫星,进行望天观地等科学研究和实验。这些工作主要由任务专家负责完成。因而,任务专家事先要进行操作空间站各系统和一般设备的全面训练,熟知所有飞行任务实施要求,科学设备操作方法、用途及运行管理,从而参与飞行任务计划,协调所有设备实验与空间站之间的相互关系,完成航天器的维护和各个设备的管理。任务专家也被称作随船工程师或航天飞行工程师,其人数要根据航天器的大小、任务的复杂程度而定。
  载荷专家是携带特定仪器设备,在载人航天器上从事特定的科学实验、生产特定的太空产品、搜集特定的研究数据的科技人员。他们与地面载荷指控中心直接通信,进行专项研究活动并负责维护和修理自用仪器和设备。载荷专家大多为非职业航天员,完成航天任务后一般还回到原工作岗位。第一个美籍华裔航天员王赣骏就是载荷专家,他在完成航天任务后回到大学里继续从事教学和科研工作。
  由于各种原因,目前女航天员主要作为任务或载荷专家上天。
  
  万里挑一
  
  从我国宣布将选拔两名女航天员后,男女航天员的选拔过程有何不同就成为民众关注的热点。其实,目前男女航天员的选拔过程基本一样,根据双方身体条件的不同略有差异,其标准、方法和程序会随着航天技术的发展、飞行状态的变化、经验教训的积累、太空任务的不同、航天环境的熟悉而不断调整和改进。不过万变不离其宗。例如,无论选拔男女航天员,都要历经预备航天员选拔、训练期航天员选拔和飞行乘组选拔3个阶段。这3个阶段难度依次增加,第二、三阶段不光要考察航天员的身体和心理素质,还要考察其文化、技能水平及乘员组整体效能等各方面情况。
  当然,预备航天员选拔也不简单,它是从其他职业的申请人中选拔出达标的可参训者。这种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、心理素质选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等。其实施一般又分为初选、复选、录取3步,时间大约为1年,淘汰比例约为1:100,早期更高。
  初选就是进行基本条件审查,包括检查和了解申请人的年龄、身高、健康和心理状况、学历等,筛除有明显疾病和功能障碍者。另外,国外飞行专家候选人要有1 000小时以上的航空飞行经验,任务专家和载荷专家候选人要有相关的工作经验、较强的工作技能和独立工作的能力。
  复选是对初选合格者进行全面而细致的医学、生理、耐力和心理等检查,也是预备航天员选拔的最重要一环。有专家称: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,心理选拔则是最重要的一关。临床医学检查包括内科、外科、眼科、神经科、精神科、五官科、口腔科等,申请人要住院一段时间,凡有痛风、皮炎、眩晕、色弱、鼻炎、龋齿等疾病的均不合格。不过,任务专家和载荷专家可允许轻度近视。可能读者不明白,为什么对航天员口腔要求很严,这是因为牙病会给航天员带来痛苦和危险。对女性申请者还要进行妇科检查,并在进行所有放射性检查之前进行妇女妊娠验测。常规检查后,还要用一些特殊的物理和实验室的方法进行临床特殊检查,深入掌握有关信息。
  生理功能选拔是对申请人的脑、肺、心血管功能进行测评,了解其机体的储备和调节能力。
  特殊环境因素耐力选拔是通过检查高空减压病易感性、低气压缺氧耐力和耳功能、前庭功能、超重耐力、下体负压耐力、头倒位耐力、高温和孤独耐力、振动和噪声耐力等,优选出对航天特殊环境耐力和适应性好的人,并进一步检查申请者有无潜在疾病或功能障碍。其中的超重耐力检查对申请者是一个严峻的考验,一般人很难承受几倍于自身重量的压力,凡是没能按规定完成检查及在检查中或检查后出现虚脱、呕吐等症状的都会被淘汰。转贴于论文联盟 http://

 心理功能选拔的主要方法是调查、观察、会谈、测验、模拟实验,然后综合评定。内容包括兴趣爱好、个性特征、人际关系、意志品质、知觉速度、决策能力等。喜欢钓鱼等较为安静活动的申请者比喜欢拳击等激烈运动的申请者更容易被选中。
  训练期选拔是为了在论文联盟http://训练过程中发现预备航天员在思想、身体、心理、训练等方面是否会出现新问题。只有在训练全过程中考评合格者才能成为正式的航天员。训练期选拔与预备航天员选拔在策略和方法上略有不同,注重采用全面考察与综合分析相结合的方法,将选拔与训练有机结合起来,从而对预备航天员进行更客观、全面和准确的评价,淘汰不合格者。据悉,我国已选拔的两批预备航天员在训练期选拔中全部合格。
  飞行乘组选拔是为某次航天飞行任务,从合格的预备航天员中选拔出最佳飞行乘员组。该选拔贯穿于某次飞行任务训练的全过程,直至发射当天才结束。它不光评价每个航天员,还评价乘组整体效能。已上过天的航天员如要再次上天,需重新参加飞行乘组的选拔。
  
  马拉松式训练
  
  由于载人航天飞行环境特殊,尤其受微重力影响极大,因此进入太空的航天员必须事先进行严格训练,才能经受住发射和返回时出现的强大冲击,掌握在微重力条件下特殊的吃、喝、拉、撒、睡等技能,在与世隔绝的环境中默默地连续工作,适应太空生活的特殊规律。
  在选拔出航天员后要进行严格而特殊的训练,其目的是提高入选人员的体力、智力、生理功能和工程技术、科学知识水平;适应与耐受可能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会极为困难。男女航天员的训练基本一样,大致分4个阶段:
  一是航天基础理论学习与训练。该阶段主要学习载人航天工程基础、航天飞行动力学、航天器设计基础、天文学和航天医学基础等课程,时间约为1年。
  二是航天专业技术训练。该阶段主要了解航天器的基本性能和各种界面的特征;通过各种职能训练器和飞行模拟器,学习航天飞行所需的各项专业知识和技能,包括航天器的驾驶和控制,各种设备和各种实验的操作等;通过失重飞机训练掌握在微重力条件下穿脱航天服等技能,消除人体对失重的恐惧感等;进行救生与生存训练,学会自救互救的医疗技术,时间约为1年半。
  三是航天飞行任务模拟训练。该阶段主要进行各项飞行模拟训练,掌握各种飞行程序(包括应急程序、救生程序、修理程序等)、交会对接技术、太空行走技术、科学载荷实验、对地对天观察、相互配合等。其中太空行走技术是在中性浮力水槽里进行,训练合格者才能进入太空,时间约为1年。
  四是任务准备与强化训练。该阶段主要针对飞行任务进行大型联合演练,进行飞行程序与任务模拟的强化训练,使即将上天的航天员进一步熟练和保持航天器操作技能,时间约为半年。
  航天员的航天环境适应性训练、心理训练和体能训练贯穿于整个训练过程。其中航天环境适应性训练是针对航天中所遇到的特殊环境,如失重、超重等物理环境进行耐受与适应性训练,掌握各种生命保障设备、个人防护装备和个人工作、生活医保、救生用品的使用等。常用失重飞机、中性浮力水池槽等进行失重适应性训练,用离心机进行超重耐力训练,用转椅进行前庭功能训练。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进鼻子里,上厕所会搞得粪便到处漂。
  心理训练是为了培养航天员良好的职业素养和心理品质,为完成航天任务奠定良好的心理基础。它包括心理健康教育、放松训练、表象训练、心理相容训练和狭小环境适应性训练等。其中表象训练是锻炼航天员想象某些操作的方法、过程、要领、应急措施等;心理相容训练的目的是让航天员掌握与人沟通的技巧、缓和人际关系、消除摩擦的方法等。
  体能训练每周都要进行,除一般体质训练外,还要进行特殊体质训练,后者用于提高航天员对航天环境的耐力,如用浪木、秋千等训练前庭耐力,用登山和游泳提高航天员对缺氧环境的耐力。
  职业航天员一般需要训练3~4年,载荷专家需要训练两年半,对太空游客的训练只需不到半年。目前,美国、俄罗斯和中国都有自己的航天员培训中心。其中美国培训航天员分别在约翰逊航天中心和肯尼迪航天中心,以前者为主,后者只在发射前时较短时间里对航天员进行必要的训练;俄罗斯在加加林航天员培训中心训练航天员,那里有1:1的空间站模型装置、大型训练水池和天文馆训练楼等。
  
  中国“飞人”
  
  中国第一批航天员选拔了14人,都是男航天员;第二批航天员选拔了7人,其中有两名女航天员。这转贴于论文联盟 http://

些人都是从飞行员中挑选出来的,除有思想作风好、政治素质高、心理稳定和临危不乱等“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。
  中国第一批航天员的标准身高为1.7米左右,体重约为65千克。第二批放宽到1.75米。从世界范围看,选拔航天员的身材要求会随着科技的进步逐渐调整。例如,经过多次改进的俄罗斯联盟tma和联盟tma-a飞论文联盟http://船现已可以运送身高1.5~1.9米,体重50~95千克的航天员。不过,略矮一些的航天员脊柱也会短一些,这对承受冲击较为有利。
  选拔时进行的体检与普通体检大为不同,要住进医院检查近一个月的时间,用各种现代化的医疗检测手段把他们“盯”得紧紧的,以检查有没有潜在疾病和遗传性疾病,就连和申请者生活最为亲近的配偶也要被查个“底儿掉”。
  这才刚刚开了个头。紧接下来的特殊生理检查是一个严峻的关口,应试者在离心机上最高要承受8g的过载,考察其承受力和反应能力;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15分钟,考察前庭功能和适应空间飞行的能力。中国早已有自己的航天员选训中心,内有离心机、真空舱、天象仪馆和低压变温舱等多种选训设备。
  除了具有健康的身体和优异的生理功能,航天员还应具有非同一般的心理素质。因为载人飞船内的空间只相当于一个普通的卫生间大小,在这样狭小的空间内面对来自太空的各种不可测因素,航天员必须具有临危不乱、泰然处之的果敢。选拔时,应试者要在不同场景模拟情况下,通过一系列的心理检查,以考察其克服困难的能力和与人协调沟通的本领。
  中国航天员的训练分为3个阶段,与国际通用的训练内容基本相同。这3个阶段的学习一般需要3~5年的时间,相当于又上了一遍大学。在训练中,他们还要奔赴沙漠、寒区、雨林、大海,配合搜救部队进行演习。体能训练、特殊生理功能训练等也一直贯穿于3个训练阶段。
  中国航天员的选拔与训练由中国航天员科研训练中心负责,它坐落在风景秀丽的北京航天城内。作为中国航天员训练基地,该中心相继建设了几大类航天员训练设备。例如,模拟特殊太空环境的设备,包括载人离心机、转椅、电动秋千、大型中性浮力水槽等;航天员训练航天作业所用的各种飞行模拟器,包括模拟飞船起飞、入轨和姿态控制的模拟器,模拟太空对接、太空维修和出舱活动的模拟器等;舱外航天服试验舱和高压氧舱等各种舱体——它们用于模拟载人航天器内部的微小环境。这种微小环境与航天员在太空生活的空间类似,除不能模拟失重外,其他都能逼真模拟。
  我国“神舟”五号飞船航天员飞行乘组的选拔是先在14名航天员组成的航天员大队中筛选出3名候选人,并排定递补顺序,最后各方面都出类拔萃的杨利伟脱颖而出。
  “神舟”六号飞船要载两名航天员上天,所以在飞行乘组的选拔时,除了要像“神五”那样认真考查每个航天员的个体状况外,两名航天员之间的配合,即心理相容性成为选拔中考虑的重要因素。在较长的太空飞行中这点尤为重要,它直接影响到载人航天任务能否圆满完成。如果两位航天员配合默契,性格相投,兴趣一致,可以做到事半功倍。转贴于论文联盟 http://

  而“神舟”七号飞船的航天员要执行太空行走任务,增加了很多全新的操作,包括对舱外航天服和飞船气闸舱的操作,所以“神七”航天员的选拔、训练又有不少新变化。“神七”的3名航天员不仅要配合默契,而且要具备更高的体能、上肢力量和应对突发情况的处置能力,因为参与太空行走的航天员出舱时要像攀岩一样主要靠手来实施,完成难度很大。
  将于今年6~8月论文联盟http://间上天的“神舟”九号与“天宫”一号的实施载人手控交会对接后,航天员还要进到“天宫”一号内开展技术试验和科学实验。所以,该飞行乘组由飞行专家和任务专家组成,其中飞行专家负责交会对接,任务专家负责技术试验和科学实验。我国现有的两批航天员都在积极进行相关训练,准备参加最终飞行乘组的选拔。
  交会对接训练除学习相关理论外,航天员还要在专项训练器上进行操作训练。训练器装有制导和控制系统以及推进系统的各种控制器和显示装置,也提供视觉显示的星象背景和光学系统。航天员通过它可以进行航天器之间定向定位与交会对接的模拟练习,从而掌握手控定向操作、手控靠近、停靠和分离技术。
  据航天员系统专家介绍,由于两个高速飞行的航天器质量很大,因此在对接过程中,担任交会对接任务的航天员要准确判断两个航天器的相对速度和相对姿态,以控制飞船的前进速度和姿态;另外,进行人工手控交会对接主要通过航天员操纵手柄,用手柄不断修正航天器的速度和姿态,因此要求手控操作十分精细。总之,手控交会对接对航天员空间位置判断能力、手眼协调能力、多信息并行处理能力提出了很高的要求。另外,航天员还要面临燃料消耗和时间的限制,必须在一定时间里完成对接,这对航天员的心理素质也是考验。另外,失重环境会给航天员带来不适生理反应,都会影响手控交会对接的操作质量。
  
  太空之花
  
  目前,男女航天员的选拔、训练过程基本一样,没有制定专门针对女航天员的标准。但在早期航天活动中,因受政治和技术等因素的影响,美苏在女航天员的选拔要求上有明显的不同。
  在冷战时期,出于政治目的,美苏曾激烈竞争世界“太空第一女”。为此,美国在1960年率先从飞行员中选拔了13名女航天员,她们都有大学文凭和1 000小时以上的飞行经验,并按男性航天员的训练大纲进行了严格训练。但到了1963年,由于美国当局担心这些女航天员一旦在训练或太空飞行中受伤或死亡,会在美国人心目中留下极坏的印象,因此把女航天员的选拔标准提高到必须是试飞员,且有1 500小时以上驾驶战斗机的飞行经验。
  与美国不同,苏联第一批女航天员的选拔没有完全采用男航天员的选拔标准。1963年成为世界“太空第一女”的捷列什科娃和1984年成为世界“太空行走第一女” 的萨维茨卡娅都是从跳伞运动员中选出来的,并没有驾驶过飞机的经验。
  随着时代的发展和科技进步,女航天员的选拔条件也在不断改进。例如,我国首批两名女航天员是从已婚生育的运输机飞行员中挑选出来的。这是因为国外的经验证实,上过天的女航天员如在短期内怀孕,其后代可能受到一定影响;如果为了规避太空飞行对女航天员生育的影响而推迟怀孕,又可能会因年龄增大而对胎儿的生长发育不利。另外,已婚生育过的女航天员身体和心理素质也更成熟。有报道称,女航天员生育时需是自然分娩的,而不是剖腹产,这有一定道理。在太空飞行过程中,有时会遇低压情况,此时由于人体自身压力大,容易造成疤痕绽开。由于中国女航天员是从运输机飞行员中挑选出来的,很有可能作为任务专家上天。
  在生理和心理方面男女存在一定差异,例如,女性体脂含量多,血红蛋白质量少,平均身高矮,平均体重轻,有氧运动能力低,所以女航天员在航天活动中的作用与男航天员有些区别。不过,美俄对女航天员的看法不尽相同。
  美国通过研究和实践认为,女航天员遨游太空有独特优势。例如,从生理构造、心理素质来讲,女航天员的耐久和耐寂寞能力较强,心理素质稳定,在某些方面感觉更加敏锐,心思更加细腻,考虑问题更加转贴于论文联盟 http://

周全,处理问题更注意方式方法,语言表达和沟通能力也较强。另外,男女一起工作可使双方配合顺畅,积极主动,工作效率高,错误率少。再有,因为女性在太空失重环境中雌激素和镁的代谢方面优于男性,体内铁含量和产生的废物也较低,所以不易出现血栓、铁中毒、血管痉挛、心律紊乱等问题。基于这些,女航天员更适合长期载人航天。因此,近10多年来,美国女航天员越来越多,每次航天飞机上天时乘员组中几乎都有女航天员。全世界上过天的50多名女航天员中,美国占了40多名,并创造了多项世界太空纪录,如美国的威廉斯曾在太空连续逗留了195天。
  但苏联/俄罗论文联盟http://斯则认为,女性身体弱,体力差,难以耐受航天的恶劣环境和完成太空行走等重体力工作,所以苏联/俄罗斯至今只有3名女航天员上过天,且主要出于政治目的。
  实践表明,在航天飞行中,女航天员的月经没有异常。但在月经期间如果进行出舱活动易患减压病,这是由于全身血容量减少造成的。
  最后,我们祝愿乘“神舟”九号飞船上天的3名中国航天员马到成功,圆满完成预定任务;祝愿我国首位女航天员早日飞天,在太空展示中国妇女的全新风貌。                                                                        转贴于论文联盟 http://
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  •  作者:杭添仁 [标签: 航天 航天 航天 航天 航天 航天 ]
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