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2024-06-08 07:30:19
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5月28日,神舟十八号乘组圆满完(wan)成第一次出舱活动(dong),完(wan)成了空(kong)间站空(kong)间碎(sui)片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。除了出舱,还有许多任务正在进行,考验着航天员的各方面素质(zhi)。

不少读者好奇,要想成为一名(ming)遨游太空(kong)、逐梦星辰的航天员,需要哪些能力?我们约请中国载人航天工程(cheng)航天员系统总设计师黄(huang)伟芬进行解(jie)读。

——编者

人类(lei)自古就(jiu)有飞天的梦想,中国的“嫦娥奔月”、古希腊的“代达罗斯飞日”等各种脍炙人口(kou)的神话传说,无一不寄托着人类(lei)认识和征服太空(kong)的美好憧憬。进入现代以(yi)来,航天员成为人类(lei)开拓(tuo)太空(kong)之路的先锋和世(shi)人敬仰的英雄。经常有人会问,航天员的“超能力”从何而来?他们是怎样练(lian)成的?

航天员是一个充满挑战的职业,工作环境特殊、职业技能复杂、飞行任务艰巨,需要在严格科学选拔基础上,通过全面系统训练(lian)进行长期培养。30多年来,从首飞航天员完(wan)成单人单天飞行任务,到航天员乘组完(wan)成180多天空(kong)间站长期驻留任务,中国载人航天不断挑战新(xin)高(gao)度;从突破出舱活动(dong)技术、完(wan)成首次太空(kong)漫步,到出舱完(wan)成空(kong)间站组装建造与维修(xiu)等复杂作业任务、常态化开展空(kong)间站出舱活动(dong),中国航天员每一次出征都不辱使命。我们创建了具有中国特色的完(wan)备的航天员选拔与训练(lian)技术体系,具备选拔训练(lian)航天驾驶员、航天飞行工程(cheng)师和载荷专家(jia)三种不同类(lei)别航天员的能力,能够选拔训练(lian)满足不同飞行任务需要的飞行乘组。

八大类(lei)百余项训练(lian),从难(nan)从严系统练(lian)就(jiu)“超能力”

空(kong)间站任务艰巨复杂,航天员飞行时间长达3到6个月,对其身体素质(zhi)、知识技能、应急决策与处(chu)置能力、心理调适能力等都提出了极高(gao)要求。因此,航天员必须接受全面系统的训练(lian),在思想、身体、心理、知识储备和操作技能等方面具备执(zhi)行飞行任务的能力,做好执(zhi)行任务的准备。

航天员系统本(ben)着“从难(nan)从严、从实(shi)战出发、试训一体”的原(yuan)则,设计实(shi)施了八大类(lei)百余项训练(lian)科目。这些科目包括基础理论训练(lian)、体质(zhi)训练(lian)、心理训练(lian)、航天环境适应性训练(lian)、救生与生存(cun)训练(lian)、航天专业技术训练(lian)(包括出舱活动(dong)技术训练(lian)、交会对接技术训练(lian)、空(kong)间站技术训练(lian)、货运(yun)飞船技术训练(lian)、载人飞船技术训练(lian)、空(kong)间实(shi)(试)验技术训练(lian)等)、飞行程(cheng)序与任务模拟训练(lian)、大型联合演练(lian)等。除了训练(lian)科目,航天员还会参加人船联试、人船站地联试、长期载人综合模拟验证试验、出舱活动(dong)水(shui)下验证试验、工效学评价试验等各类(lei)工程(cheng)研(yan)制试验活动(dong),并深(shen)度参与飞行手册和预案编写,不断强(qiang)化提升综合实(shi)战能力。

虚实(shi)结合贴近实(shi)战,多维度练(lian)就(jiu)过硬出舱本(ben)领

出舱活动(dong)训练(lian),是空(kong)间站任务航天员最(zui)重要、难(nan)度最(zui)大、最(zui)复杂的训练(lian)科目,包括出舱活动(dong)理论、操作技能和出舱程(cheng)序训练(lian)。出舱活动(dong)理论训练(lian)涉及出舱活动(dong)技术基础、医(yi)学基础、舱外服等内容,通过授课(ke)方式进行。操作技能和出舱程(cheng)序训练(lian)利用各类(lei)模拟器(qi)进行,既有正常工况下的操作,也有应急故障处(chu)置操作;既有常压(ya)环境下的训练(lian),也有模拟失重环境和低压(ya)环境下的训练(lian)。

模拟失重水(shui)槽出舱活动(dong)训练(lian)最(zui)广为人知。在训练(lian)时,通过浮力配平,航天员身着水(shui)下训练(lian)服,在模拟太空(kong)失重状态下,用双手控(kong)制身体姿态,完(wan)成舱外转移、上下机械臂、设备组装等操作。水(shui)下训练(lian)不仅需要体能和力量,也需要技巧。比如,登上机械臂脚限位器(qi)是一个技巧性非常强(qiang)的操作,航天员无法(fa)通过眼睛(jing)直接看到脚限位器(qi)的位置,只(zhi)能借助手腕上的反光镜(jing)进行观察。这就(jiu)需要航天员手握环形(xing)扶手控(kong)制身体姿态,反复练(lian)习登上脚限位器(qi)的动(dong)作。

10帕低压(ya)环境出舱活动(dong)训练(lian),是每一名(ming)执(zhi)行出舱活动(dong)任务的航天员必须接受的一项极具挑战的高(gao)风险(xian)训练(lian)。训练(lian)时,如果低压(ya)训练(lian)服或其他设备出现问题,有可能导致灾难(nan)性后(hou)果。因此,这不仅是出舱程(cheng)序和操作技能训练(lian),更是对航天员心理的考验。

除水(shui)槽训练(lian)外,航天员还须在配有气浮悬吊装置的训练(lian)模拟器(qi)上进行出舱过闸和返回过闸程(cheng)序及操作训练(lian)。训练(lian)中,气浮悬吊装置可使航天员在身着笨重的常压(ya)训练(lian)服的情况下移动(dong)身体完(wan)成相关操作,帮助航天员掌握相关程(cheng)序和操作技能。

虚拟现实(shi)训练(lian)器(qi),是航天员进行出舱活动(dong)协同训练(lian)的重要设施。训练(lian)时,两(liang)名(ming)出舱航天员佩戴(dai)虚拟现实(shi)眼镜(jing),舱内航天员使用机械臂操作台控(kong)制机械臂,三人协同完(wan)成出舱活动(dong)模拟训练(lian)。航天员可沉浸式体验在舱壁上行走、乘坐机械臂转移,可俯瞰(kan)地球,也可仰望星空(kong)。逼(bi)真的“舱外环境”给航天员一种身临其境的视觉冲击和心理体验。

极端环境真实(shi)磨炼,全方位练(lian)就(jiu)超强(qiang)团队救生能力

出舱,不仅仅是在太空(kong)。航天员返回地面后(hou),尤其是应急返回后(hou),如果救援人员不能按时到达,就(jiu)需要自主(zhu)出舱。因此航天员必须接受救生与生存(cun)训练(lian),具备在恶(e)劣环境下生存(cun)的能力。

在救生与生存(cun)训练(lian)中,沙漠生存(cun)训练(lian)和海上救生训练(lian)难(nan)度很高(gao)。在沙漠训练(lian)中,航天员要在地表温度高(gao)达近75摄氏度的沙漠中独(du)立生存(cun)两(liang)天,经受大风扬沙、烈日高(gao)温、降雨降温等恶(e)劣气象条件考验,自主(zhu)搭建帐篷、分配宝贵的应急水(shui)资源与食品资源,并完(wan)成救生设备使用考核。

海上救生训练(lian)包括海上自主(zhu)出舱、海上生存(cun)、海上救援船救援、直升机悬吊营救训练(lian)等科目。航天员先要在狭小(xiao)闷热的返回舱内完(wan)成出舱前的各项准备工作,之后(hou)携带救生物品出舱、爬上救生船、发出求救信(xin)号、开展各种生存(cun)活动(dong)。在一望无际、波涛汹涌(yong)的海面上漂流5小(xiao)时,阳(yang)光暴晒加之海水(shui)冰凉,会引发眩晕、呕吐等生理反应。航天员需要克服各种困(kun)难(nan)完(wan)成训练(lian)任务,掌握救生技能,更要磨炼坚忍不拔的意志品质(zhi),增强(qiang)团队的凝聚力与协同配合能力。

情绪相容选训结合,科学练(lian)就(jiu)心理调适能力

航天飞行是一项高(gao)风险(xian)的活动(dong),航天员承(cheng)受着巨大的心理负荷,尤其是长期载人飞行需要航天员具有良好的心理调适能力,航天员心理选拔与训练(lian)尤为重要。

与救生生存(cun)训练(lian)相比,心理训练(lian)中的狭小(xiao)密闭环境睡眠剥夺训练(lian)同样极具挑战。在这项训练(lian)中,航天员要在不足6平方米的小(xiao)房间内、连续72小(xiao)时睡眠剥夺的情况下,完(wan)成多项生理、认知、情绪等测试以(yi)及相关任务。睡眠剥夺对人的认知、情绪、操作等身心状态影响非常大,让航天员体验到极端情况下的身心状态,磨砺坚决完(wan)成任务的战斗精神,被公(gong)认为航天员训练(lian)中最(zui)具挑战性的科目之一。此外,心理训练(lian)还包括心理放(fang)松、心理表象、心理调适、心理相容性训练(lian)及结合性心理训练(lian)等多个科目,帮助航天员掌握心理放(fang)松与调适技能,提升航天员心理稳定性与心理相容性,更好执(zhi)行长期在轨(gui)飞行任务。

超重、失重、振(zhen)动(dong)、旋转等训练(lian),练(lian)就(jiu)超强(qiang)航天环境耐力适应性

载人航天飞行中航天员要承(cheng)受超重、失重、噪声、振(zhen)动(dong)、旋转、着陆冲击等各种环境因素的影响,而人对航天环境的耐力和适应性个体差(cha)异很大,因此必须进行航天环境适应性选拔和训练(lian),这是航天员选拔训练(lian)中最(zui)具特色的项目之一。通过选拔,挑选出对航天环境耐力较好的候选者进入航天员队伍(wu),之后(hou)必须每年定期进行训练(lian)以(yi)保持(chi)较高(gao)的耐力水(shui)平,提高(gao)适应能力。

超重训练(lian)中,巨大的离心机模拟飞船上升及返回期间的超重曲(qu)线,使航天员最(zui)高(gao)要承(cheng)受8倍于自身体重的压(ya)力,带来肌肉变形(xing)、黑视乃至意识模糊等生理挑战。航天员手握中止训练(lian)按钮,但多年来没有一名(ming)航天员按下这个按钮。

空(kong)间运(yun)动(dong)病是航天员入轨(gui)后(hou)3天内的高(gao)发问题。说是病,其实(shi)是进入失重状态下的一种生理反应,人会感到眩晕、面色苍白、出汗,严重时会呕吐,与我们平时晕车、晕船相似。航天员发生空(kong)间运(yun)动(dong)病概率的高(gao)低与其前庭器(qi)官对运(yun)动(dong)刺激的耐受能力密切相关。因此,候选者要接受严格的前庭功(gong)能检查,排除运(yun)动(dong)病史(shi)、前庭功(gong)能不正常或前庭耐力差(cha)等问题后(hou),进行专门训练(lian)。训练(lian)中,航天员要在旋转的座椅(yi)上接受头(tou)部前后(hou)左右摆动(dong)等强(qiang)烈前庭刺激,以(yi)提升前庭功(gong)能,预防空(kong)间运(yun)动(dong)病。

航天专业任务模拟,练(lian)就(jiu)过硬处(chu)置能力

执(zhi)行空(kong)间站任务时,航天员要对空(kong)间站组合体运(yun)行进行监控(kong)管理、维护维修(xiu),完(wan)成大量站务管理、物资管理、空(kong)间实(shi)(试)验等工作,需要掌握学科门类(lei)众多的知识和技能。比如,航天员在轨(gui)使用的各类(lei)飞行手册有70多册,共计约390万字。航天员要熟知这些内容,当需要时能快速查找,对关键内容更是烂熟于心。因此,航天员需要进行大量空(kong)间站技术、空(kong)间实(shi)(试)验技术等航天专业技术训练(lian)。

在执(zhi)行任务前,还要利用空(kong)间站组合体模拟器(qi)开展组合体全程(cheng)序模拟训练(lian)。航天员要在组合体模拟器(qi)内完(wan)成为期两(liang)周的全任务模拟训练(lian),从加热食品到使用大小(xiao)便收集装置,从维护环控(kong)生保系统到开展试验研(yan)究,从锻炼身体到与地面通信(xin)交互(hu),覆盖(gai)在轨(gui)执(zhi)行任务时的所(suo)有通用操作。这既是训练(lian)也是一次综合大考,有助于航天员将学到的各种知识融会贯通,协同配合更为默契(qi),为执(zhi)行飞行任务做好万全准备。

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。航天员训练(lian)是一个漫长的征程(cheng),是航天员提高(gao)身心素质(zhi)、磨炼意志、获得丰富学识与职业技能的过程(cheng),也是一个连续不断全面提高(gao)职业素养的过程(cheng)。航天员不仅在飞行前要进行训练(lian),在飞行中也要进行复习性、维持(chi)性、新(xin)增的、地面无法(fa)真实(shi)操作的任务等相关训练(lian),例如出舱活动(dong)前,航天员须身穿舱外服进行在轨(gui)训练(lian)。在完(wan)成航天飞行之后(hou),还要继续训练(lian),为参加下次飞行做好准备。对于航天员来说,千锤百炼,学无止境,只(zhi)要不退役,训练(lian)就(jiu)不会中止!

(作者为中国载人航天工程(cheng)航天员系统总设计师)

版权号:18172771662813
 
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