航天员是一个充满挑战又令人分外着迷的特殊职业,长大后当航天员是无数青少年朋友的理想。然而,自人类首位航天员加加林遨游太空50多年来,全世界仅有500 多人有幸亲身领略浩淼太空的神奇风光。赢得“航天员精英俱乐部”的门票,是一件相当困难的事情。那么,怎样才能成为航天员呢?
一流的身体素质
想成为一名航天员,需要具备什么样的条件,符合什么样的标准呢?这要从航天员的工作环境说起。航天员在执行航天飞行任务过程中会经历火箭发射过程中的超重和振动,航天器进入轨道后的失重,航天器内狭小的工作空间,以及返回过程中的超重过载和着陆冲击等特殊环境。因此,航天员首先要能够很好地耐受和适应这些特殊的航天环境。用专业术语来说,对这种能力的选拔就是“特因耐力选拔”。
例如,科学家利用离心机旋转产生的向心加速度,考察航天员候选人对超重的耐受能力;利用秋千和转椅来测试候选人的前庭功能。前庭是人体感受运动的器官,前庭功能不好的人在地面很容易发生晕车和晕船,在太空失重环境则容易患空间运动病。空间运动病的症状与晕车类似,它会影响航天员完成任务。科学家还会利用低压氧舱,测试候选人对低压缺氧的耐受能力等。
过硬的心理素质
对生命体来说,深邃而美丽的太空是一个异常严酷的环境:真空、失重、高低温、辐射⋯⋯航天之路充满危险。因此,航天员必须具备过硬的心理素质,当遇到紧急情况时,能够沉着冷静地去应对。所以,心理选拔是航天员选拔中的一项重要内容。这项选拔不仅要考察候选人的心理素质,还要测试他与其他人的合作能力,即心理相容性。
此外,对航天员身体的一般要求与飞行员相似。有的国家选拔航天员时,甚至直接要求报名参选人员持有空乘等级的体检证明。这种做法不仅体现了对航天员身体条件的一般要求,同时也大大提高了选拔效率。因为不合标准的候选人提前被排除在外了。
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阿波罗计划的航天员在进行训练
良好的教育背景
以上是对航天员候选人生理和心理方面的基本要求。随着航天技术的发展,航天器越来越“舒适”,对航天员的身体要求也越来越“低”,开展空间科学实验成为航天员飞行任务中的主要工作。航天员选拔过程中,对身体方面的要求越来越放宽,但是对学历和教育背景的要求却越来越高。
例如,俄罗斯改进后的“联盟TMA号”载人飞船,内部空间增大,放宽了对航天员身高的要求,甚至1.80米的高个航天员也可以乘坐。美国选拔航天员对视力也放宽了标准,近视眼经过矫正能达到一定标准,同样可以飞天,这在过去是不可想象的。俄美早期航天员大都是从空军试飞员中选拔出来的驾驶技术精湛的“超人”,他们一般是本科学历。俄美现在的航天员中,博士占了相当比重,更多的则是科学家。总之,如果你立志当航天员,除了好好锻炼身体外,还必须努力学习科学知识。
竞争激烈的选拔
航天员选拔一般会经过发布航天员招募通知、个人申请、初选、复选、面试和确定几个环节。航天员的选拔机会并不是每年都有,各国根据航天员队伍的实际情况,不定期进行,美国大约每两年招募一次。航天员的选拔人数少,报名人数众多,竞争十分激烈。经过层层选拔,幸运地被选中的人还不是真正的航天员,他们的准确名称是“预备航天员”。预备航天员经过大约4年左右的系统学习和训练,经考试合格,具备执行航天飞行任务的能力时,才算成长为真正的航天员。
并不是所有的航天员都能遨游太空,各国都有一辈子无缘航天飞行的航天员。因为飞行机会有限,每次飞行任务都会进行乘组选拔,从现役航天员中选拔适合的飞行主乘组和备份乘组,经过有针对性的特定任务训练后,主乘组就可以上天执行任务了。如果主乘组中有人不在状态,备份乘组就会替代他执行任务。可见,能够“上九天揽月”,确实非常不容易。
航天员考试有几门课
应当说,航天员开设多少门训练课程,就会有多少门考试。一般来说,预备航天员要经过大约4年的学习和训练,才能真正毕业,从身体、心理、知识储备和操作技能上具备执行航天飞行任务的能力。由于航天器的不同,任务的差异,以及航天员的具体情况有别,各个国家具体的考试课程会有所不同。一般来说,训练考试课程可分成八大类,约几十门课程。
学习载人航天工程基础、天文学、航天医学基础、材料科学等。
一、基础理论训练
使航天员有健康的体魄,能更好地完成训练任务和飞行任务。
二、体质训练
三、心理训练
分为结合性心理训练和专项心理训练。
四、航天环境适应性训练
如超重耐力适应性训练、前庭功能训练、失重适应性训练、航空飞行训练等。
五、救生与生存训练
发射前紧急撤离训练、飞行中的救生训练、着陆后出舱训练、生存训练和营救训练等。
六、专业技术训练
对航天器姿态的操纵、控制,对应急状态和故障的识别、判断和处理,各种装备的使用和操作等。
七、飞行程序与任务训练
使航天员掌握飞行程序,知道什么时候该做什么。
八、大型联合演练
按实际程序进行模拟飞行,进一步增强乘组与地面支持人员之间的配合,使航天员有更加充分的准备。
水下模拟行走
为了使航天员掌握在太空失重环境下的操作技能,水下训练应运而生。航天员穿着类似舱外航天服的水下训练服,利用配平技术,使自己在水中的浮力和重力相等,重心和浮心重叠,以特定的角度和姿势悬浮在水中。在模拟失重的大型水槽内,放入开展空间作业所用的航天器模型及工具,航天员在蛙人的协助下,全程练习太空中的作业。
这种训练对航天员来说非常辛苦,因为水下训练航天服也要模拟在太空中鼓胀的舱外航天服的工作状态,水下训练航天服里面也同样有气体的余压,每个操作动作都要克服余压作用,几个小时的训练结束后,航天员都会精疲力竭,甚至吃饭时筷子都拿不稳。
尽管这种悬浮状态与真正的失重环境还有很大差别,水下训练时还存在水的黏滞力,但进行过太空行走的航天员普遍反映,水下训练的感觉和太空非常相似。通过水下训练,航天员能够很好地掌握太空中的操作技巧,是航天员进行太空行走必不可少的训练项目。
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航天员在失重水槽中训练
最令人发怵的训练
每位航天员都有自己的优势和劣势,一个航天员不擅长的项目可能对另一位航天员来说很容易。但总体来说,有关身体方面的训练项目要比理论学习方面的训练挑战性更大些。
超重耐力训练(俗称离心机训练)是很多航天员都感觉很具挑战性的训练项目。进行离心机训练时,航天员坐在离心机末端吊舱的座椅内,控制室的工作人员实时监视航天员的各项生理指标(例如心跳和血压等),一旦出现异常情况,立刻终止实验。在座舱内,航天员手边也有红色的紧急停车按钮,一按下就可以立刻停车。离心机训练是对航天员生理极限的一种挑战,航天员要通过做特定的抗荷动作,才能“顶过去”。
什么是抗荷动作呢?全身肌肉特别是下肢肌肉收缩,短而快速地吸气。呼气时,要像从嗓子眼里硬挤出来的一样,发出“咦、咦、咦”的声音。这样可把躯干的血液往头部挤压,升高血压。到目前为止,中国航天员大队的航天员们还没有一个人按过紧急停车按钮。
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离心机训练是很多航天员都感觉挑战很大的训练项目