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航天员是怎样炼成的

时间:2022-05-10 16:40:11 浏览次数:

随着神舟九号顺利升空与返航,关于航天员的讨论也越来越多。2003年10月,杨利伟乘神舟五号飞船进入太空,成为中国航天第一人,也实现了中华民族多年来的飞天梦。但对于更多的普通人来说,太空和航天员始终是一个遥不可及的梦,人们对于航天员的好奇也越发浓烈。这万里挑一的航天员究竟是怎样炼成的呢?下面让我们来对航天员做一个深度了解吧!

航天员的定义

航天员,《现代汉语词典》里的定义是指驾驶航天器,并在航天中从事科学研究或军事活动的人员。广义的航天员是指以太空飞行为职业或进行过太空飞行的人。本文所要讲述的是《现代汉语词典》里定义的航天员。

从广义的航天员的定义,我们就可以看出,广义的航天员可以分为两大类,一类是专业的,一类是业余“玩票”的。就像是体育界的职业运动员和业余运动员,或者是京剧表演者分为专业京剧演员和票友。但无论专业与否,有一个重要前提必须符合——那就是太空飞行。这里就又来了问题,什么叫太空飞行呢?国际航空联合会(FAI)定义的太空飞行高度需超过100千米。按照这个定义,全球有400多人符合资格。

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普通的业余航天员主要是以旅游或体验为主,范围就很广了,比如载荷专家、政府官员、教师、旅游者等。载荷专家从事特定实验、生产特定产品、搜集特定的科学数据工作,借这个机会进行专项研究活动并负责维护和修理自用仪器和设备。已经有好几位美籍华人载荷专家登天,还有沙特亲王、俄罗斯总统特别助理、日本记者和美国富翁等上过太空。

航天员的具体分工

航天员进入太空自然肩负着重要的任务,那么他们究竟是如何分工,怎样互相协作,共同工作的呢?

职业航天员根据在太空活动中所完成的工作特点,可分为飞行专家、任务专家、军事专家三种。其中,飞行专家包括驾驶员和指令长(或称机长),驾驶员类似于普通飞机的驾驶员,负责飞行安全,监视、控制与维护航天器的仪器设备,协助其他专家工作;指令长是总指挥,负责飞行任务的安排和实施、飞行指挥、通信联络和飞行安全等。任务专家,顾名思义,就是要完成特定任务的专家,在太空中开展各种科学技术试验和实验。例如,出舱维修和组装航天器,操纵机械臂施放或回收卫星,对宇宙和地球进行观察,以及进行各种科学尝试等等。军事专家则要在太空执行侦察、武器试验等军事任务。

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早期的载人航天飞行只有1个乘员组,有驾驶员、指令长和任务专家等。驾驶员和指令长的工作有时候可以互相替换,若指令长“不在状态”时,驾驶员可接替指令长的工作,指令长也可兼任驾驶员。美国女航天员科林斯就曾先后当过航天飞机驾驶员和指令长,成为太空女杰。任务专家受过操作航天器各系统和载荷的全面训练,精通所有飞行任务的实施要求、载荷任务的目的和要求及其运行管理,他们负责协调所有载荷实验与航天器之间的相互关系,从而完成轨道飞行中各个载荷实验的任务,因此也被称为科学家航天员。

航天员的身体选拔

中国早在20世纪70年代初就进行了首批航天员的试选工作,世界上许多国家都进行过航天员的选拔,其步骤和程序大同小异。

航天员要经过层层选拔,比如基本资格审查、临床医学检查、生理机能选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等。航天员的身体选拔中最关键的是医学选拔,最基础的是生理机能选拔,最难的是特殊环境因素耐力选拔。

航天员的身体检查与普通人大为不同,候选者要住进医院近一个月的时间,接受各种现代化的医疗检测手段的检查,比如身体表面有没有畸形,是否有影响穿戴或使用航天服、仪器操作的肢体障碍,有没有外伤及后遗症,有没有潜在疾病等,有没有遗传性疾病等。就连与其生活最为亲近的配偶,都要被查个仔仔细细。

生理机能选拔又是一个严峻的关口,要进行低气压与缺氧耐力检查、最大体力负荷检查和振动力检查等。被选拔者要在超重环境下考察承受能力和反应能力;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,以考察其前庭功能适应空间飞行的能力。

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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。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。喜欢抽烟和喝酒的人被排除在航天员之外,因为航天器舱内空间狭小,设备多,吸烟会污染空气,并易引发火灾,喝酒则会诱发体内潜在疾病,干扰正常工作

航天员的心理要求

航天员除了要具有非常健康的身体和高要求的生理功能外,还要具有不同一般的心理素质。

航天员需克服失重、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都有较高的要求。

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,至今已有22名航天员血洒蓝天。航天员还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。此外,载人航天是一门综合度极高的综合技术,所以要求航天员具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。航天员学历一般为大学本科,硕士或博士更好。

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航天员心理层面的考验绝不亚于生理的考验。在航天员选拔中,应试者要在不同场景模拟情况下,通过一系列的心理检查。在这些过程中,考察应试者面对困难的能力和与人协调沟通的本领。比如,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。这需要航天员在如此狭小的空间内面对来自太空的各种不可测因素,而且长期太空飞行也易使人产生寂寞、急躁、灰心等情绪,如不能及时排除,势必会影响航天员的工作。所以航天员必须具有临危不乱、泰然自若的超出常人的果敢与不一般的心境。

必须的魔鬼训练

只有通过身体和心理的多重考验,能闯过道道难关的出类拔萃者,才能成为一名“准航天员”。“准航天员”还要学习很多基础理论,比如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、航天医学等知识,以及航空专业技能训练和体能训练、特殊生理功能训练等魔鬼训练,才能成为一名光荣的航天员。

众所周知,太空环境恶劣,那里没有空气、重力、水和其他地球上人类生活的基本条件,并且存在危害人类的宇宙辐射、紫外线、低温和高真空等。在太空的微重力空间,吃、喝、拉、撒、睡等都不同于地球,成为需要重新掌握的技能。而且,飞船在发射和返回时会出现强大的冲击。因此,人要进入太空,不仅要有先进的载人航天器,航天员也要进行严格培训。

航天员通过训练提高体力、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。如果不经历特殊训练,人在太空中连一般生活都会极其困难。所以,凡是进入太空的人都要进行训练,哪怕是太空旅游者也不例外。其中职业航天员一般需要训练3~4年,载荷专家需要两年半,太空游客则需要训练半年。

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大家可能都有个大的疑问,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,内乘被训练人员。当它飞到一定高度和速度后,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。

另外,航天职业技能训练也相当重要,比如航天服的穿脱和使用、航天食品和餐具的使用,还要训练吃饭时不把食品放入鼻子里,上厕所时应该怎么处理等等。目前,美、俄等国都有自己的航天员培训中心。如俄罗斯运用的载人航天模拟设施可以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的机体耐力,对完善载人航天器内部设施也具有重要价值。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。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。

来自空军的航天员

细心的同学可能会注意到,我们国家的航天员基本都是从空军飞行员,特别是战斗机飞行员中选拔出来的,这是为什么呢?

这是因为战斗机飞行员的工作环境和必须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。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进行正确操作,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曾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中工作所必须的宝贵经验和财富。

不仅是我国,美、俄等航天强国的航天员也多是从空军飞行员中选拔出来的。他们一般都具有多年飞行实践的经验,具有高超的飞行技术以及强健的体魄,能独立并实时处理空中遇到的险情,而且心态稳定,临危不乱。

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人有三急,宇航员在太空中怎么方便呢?航天器中的马桶不是抽水马桶,而是抽气马桶,因为在太空中水会飘起来。因此在太空中上厕所是很讲究的,首先要把自己固定好,通过连接在摄像机上的显示器,可以看见自己坐得正不正。单是上厕所这一项,就要有专门的马桶训练器,在地球上经常练习,学会了再进入太空。航天员太空行走前一般要穿一条高端纸尿裤,其吸尿能力很强。因为航天员的太空行走一般是几个小时,甚至极限可以到8个小时,当然不能在中途回来上厕所。

巾帼不让须眉

神舟九号搭载有3名航天员,其中包括了1名女航天员。不同性别的航天员,会有什么差别吗?

美国宇航局曾做过调查,把所有男女人体生理系统进行对比,女性只有不起眼的一点不如男性,而像心血管、神经系统等等,全都没有差别,甚至在很多方面,女性要优于男性。比如在很关键的心脏病问题上,40~50岁前的男性心脏病发病率是80%~90%,而女性只有百分之十几,女性远远优于男性。另外就是内分泌问题,进入太空后内分泌会发生变化,比如脱钙、脱镁。脱钙男女都一样,没有太大差别。脱镁会引起心血管或者神经系统疾病,比如触发心脏病,可是女性通过雌性激素能阻止镁排出,男性则不能。

其实,相对于生理和身体的问题可以通过仪器检测出来,心理素质还没有特别有效的手段检测,所以,各国航天员的选拔和训练都特别重视宇航员的心理素质。而这方面,男女几乎没有区别。

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载人航天至今已发展50多年,全球进入过太空轨道的航天员,据最新统计共489人,女航天员只有54人,仅占11%。比如,俄罗斯50多年来100多名航天员中只有3名女性,比例失衡。美国的女性航天员可分为三个阶段,第一是排斥阶段,根本就不让女性航天员升空;第二个阶段是可以允许有女性但有所限制;第三个阶段对女性的排斥逐渐放宽。

此次神舟九号搭载女航天员,说明我们国家男女平等,对全国女同胞也是一个很大的鼓励,女性在航天中的作用将会越来越大。

(编辑 孙世奇)

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