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一名职业航天员是如何锻造的?
    日期:2011年03月15日    字体:【】【】【
  一名职业航天员训练一般需要3年半到4年的时间,而载荷专家的训练一般在两年半左右。训练分3个阶段进行,基础理论训练阶段、航天专业技术训练阶段、飞行程序与任务模拟训练阶段。
  
  一、航天基础理论知识及相关基础课程:为期一年左右。
  包括:空气动力学、飞船设计原理及其舱载系统等与航天技术有关的课程;天文学等与航天环境有关的课程;解剖生理学、航天医学、心理学等医学类课程,帮助了解航天特殊环境因素带给身体的影响,订出应对措施;提高航天员文化知识水平的一般性课程:如高等数学、力学基础、电工学、电子学、英语、哲学等等。
  
  二、体质训练和心理训练:贯穿航天员几年训练的全过程。
  体质训练时间和课程设置很有讲究。刚开始为恢复训练者的体质,训练密度高一些,之后保持每周3次,每次训练2个小时。
  一般体质训练:为提高身体素质,保持耐力,改善形体、柔韧性、灵活性的项目,有田径、球类、体操、游泳等常规的训练内容。
  特殊体训:有针对性地提高航天员对航天环境因素耐力的训练。如利用旋梯、滚轮、蹦床、浪木、旋转秋千等器材来提高前庭功能的训练。还有为提高超重耐力专门进行的胸、腹部和四肢肌肉的训练,提高低压缺氧耐力的游泳、攀援等。根据每个人不同情况制定的训练计划也不一样。
  心理训练:包括航天心理学基础和心理健康教育、放松训练、表象训练等。讲授自我心理调节方法,提高协作相容能力。所有航天员职业训练科目,本身就是培养航天员勇敢、沉着、坚强、果断等良好心理素质的机会,比如航空飞行训练、跳伞训练、野外生存与救生训练都有这样的特点。
  
  三、航天环境适应性训练:根据不同科目,隔一段时间安排训练和考核。
  超重耐力适应性训练:一般采用载人离心机配合,让航天员掌握正确的呼吸对抗动作,提高抗击能力。在执行太空飞行任务前的两到三个月,还要按真实的飞船上升和返回的超重曲线进行训练,让航天员进行实际体验。经过这样的严格训练的人,比一般没有经过训练的普通人,对抗超重的耐力要大许多倍。
  前庭功能训练:主要是为减少太空飞行过程中易发的空间运动病。空间运动病是目前航天界悬而未决的难题,发病率高达30%到50%,而多数学者认为空间运动病起源于前庭系统。各国对前庭功能训练的认识不一,俄罗斯非常重视前庭功能训练,把它当做一种经常性的训练内容。而美国目前已取消了这项训练,他们采用给航天员注射药物的方法来防止空间运动病的发生。我国则采取折衷方法,一方面进行训练,也研制了几种预防空间运动病的药物。
  失重适应性训练:让航天员熟悉和掌握失重环境下运动和各种操作的技巧。
  利用高性能失重飞机做连续的开普勒抛物线飞行,可产生重复的失重环境。俄罗斯的伊尔-76失重飞机一个起落可飞15至20个抛物线,每个抛物线可产生25至28秒的失重时间,美国的 KC-135失重飞机一个起落可飞20到30个抛物线,每个抛物线可产生25秒左右的失重时间。我国在20世纪70年代曾研制改装过一架歼5失重飞机,这也是国际上第三架失重飞机。它曾经完成了许多科学实验论证,并在70年代选拔航天员时立下功劳,但是因空间小、年代久远,现已放弃使用。在目前的航天员训练中,我国航天员是赴俄罗斯做的失重飞机体验训练。
  失重飞机通常是由高性能的喷气式飞机改装而成,舱内宽敞,能容纳20余人同时进行训练。两边装有把杆,并在地上铺有厚厚的软垫,为防万一飞机上备有降落伞。训练分为两类,一般感受的体验性训练如飘浮训练、定向能力训练,使航天员从心理、生理和身体运动方面适应失重环境;操作技能训练是包括航天服穿脱、进食饮水、转移物体、抛接重物、阅读书写、摄影录像、仪器设备操作等各种航天中经常进行的操作训练,提高航天员的生活、工作技能与效率。由于失重飞机做抛物线飞行时,是失重和超重交替进行的,航天员身体负荷大,操作难度高,对航天员身体和意志都是一种考验。
  失重时,人的血液常往头部转移,要适应这种失重条件下的血液重新分布,还要用立位转床进行训练,一般人想像床总是一个让人舒适放松的地方,而这张床有点特殊,躺上去的滋味比站着要难受得多。训练时,航天员也是仰卧在床上,立位转床则几分钟改变一下角度,一会头朝下,一会朝上,身体倾斜,反复几次。脖子上青筋怒张,鼻塞、头痛统统袭来。通过这样反复刺激心血管的训练,航天员大大增强了适应能力。
  失重水槽训练:它是为航天员出舱活动训练的重要设施。我国航天员在“神舟”五号飞船载人飞行任务顺利完成后,将进行这项训练。
  航空飞行训练:航天员的“老本行”。不论是美俄两国载人航天初期,还是我国的航天员选拔,航天员都是从空军优秀的飞行员或试飞员中挑选的。一个很重要的原因就是,飞行员具有高空作业的能力和经验,在紧急情况下有快速反应和处理问题的应变能力。
  俄罗斯加加林航天员培训中心现行的《航天员训练大纲》明确规定,指令长每年要进行70多小时的飞行训练,随船工程师每年也要进行10多个小时的飞行训练。
  美国的航天员(主要是指令长和驾驶员)必须掌握航天飞机驾驶技术,对他们来说保持飞行技能非常重要。在基础训练阶段,驾驶员每月飞行15小时,任务专家则每月至少飞行4小时。在一年考察期结束后,还要利用商用喷气式飞机进行大量的航天飞行驾驶技能训练,尤其是练习着陆技术。这种飞机经过改装后,能像真的航天飞机一样滑行。它的驾驶舱有仪表板、驾驶杆和制动闸,跟真的航天飞机驾驶舱完全相同,一位航天员要成为指令长,必须进行800次着陆训练,以保证航天飞机能平衡着陆。
  我国的飞行训练一般用歼击机进行。因为飞船驾驶与航天飞机驾驶不同,对驾驶要求相对低一些,所以训练时间要比美俄少。
  航空飞行训练是一项风险训练,到目前为止,世界上已有16名航天员在航空飞行训练中丧生,加加林就是其中之一。尽管如此,这项对太空飞行发挥着重要作用的训练依旧进行着。
  
  四、航天专业技术训练:航天员训练中最繁重也是最关键的时期。
  它分两大类。首先是掌握航天器的驾驶和舱内各种装备、仪器的操作。不同航天器的技术训练是不同的。如果要参加空间站飞行,还必须增加空间站技术训练。随着载人航天技术的日臻成熟,航天员在空间站进行科学实验,对航天器进行连接以及出舱活动等,都要进行相应的飞行任务训练,如有效载荷训练、出舱活动训练、交会对接训练等。在我国,载人航天计划中期将进行这些内容的训练。
  仅仅掌握了各种操作技能是远远不够的,还必须进行娴熟的飞行程序训练。所谓飞行程序就是从发射前航天员进舱开始一直到返回着陆全过程经历的事,航天员要非常熟练地做到什么时候干什么事,要对所有程序都很清楚才行。飞行并不一定都会顺利,意外和紧急状况随时都有可能发生,所以训练也有针对性地设为正常飞行程序训练、应急飞行程序训练和故障程序训练。
  模拟器是飞行程序训练的主要设备,它的内部结构与布局和真实的航天器相同,能够模拟航天器飞行时的视景、振动和噪声效果,还可以模拟飞行运动效果。在每一个飞行时段,航天员看到的听到的感受到的都不一样,它能仿真太空飞行的情景。航天员要根据程序相应地做检查和操作。教员也可任意设置故障,让航天员识别、判断和处理故障。
  模拟器训练时间较长,航天员训练的中后期,模拟器训练占了很大比重,直到航天员对飞行中一切情况出现的反应成为本能,处置起来像呼吸一样自然。
  
  五、紧急救生训练。
  载人航天的风险自不待言,因此如何避免险情,危险到来时如何进行救生和生存,就成为一项重要的训练内容。从飞行器待发段、上升段、轨道运行段、返回段、着陆各个时期都精心备有救生措施。
  如果在待发段,火箭和航天器出现故障危及航天员生命,航天员就通过紧急撤离防爆电梯、紧急撤离滑道等措施撤离转移到安全地带。我国的神舟飞船还专门设有逃逸塔装置。
  如发射前火箭燃料发生泄漏,因燃料有剧毒会威胁航天员的生命,此时通过电梯下降到火箭基座是不明智的。我国采用了紧急撤离滑道,它是由高弹力抗静电的织物做成一条布套索道,航天员进入其中,用两肘关节支撑,控制下滑速度,仅需短短不到30秒的时间,航天员就可撤离到远离发射塔架的安全地带。
  跳伞训练:航天器在上升运行过程中出现险情,就采用跳伞救生。跳伞训练也是一项培养良好心理素质的训练。
  陆上、水上出舱训练:航天器返回,什么时候出舱、出舱前准备工作,怎样出舱、出舱后如何等待救援都是航天员必须掌握的训练内容。
  野外生存训练:航天员应急返回时,可能着陆点在非预定区域。可能是沙漠等无人居住的不毛之地,或是原始森林,或是汪洋大海,致使航天员无法与营救人员联系上,得不到及时救援。这里航天员就要依靠自己和携带的个人救生物品维持生存。他们要学会联络求救,确定方位,利用手边器材建造临时住所,进行狩猎,钓鱼和采摘可食用的野生植物等来补充食品和饮水储备,防备野兽、害虫和毒蛇的袭击。
  训练时选择气候和地域都需要典型恶劣,比如在高寒地区、沙漠、海上等环境进行野外生存训练,让航天员在那里呆上一天两天不等,以此来考验他们的生存能力。当然这种训练以保证安全为前提。
  
  六、大型联合演练。
  让航天员与地面支持人员都能真实体验飞行实施过程,加强配合协调。我国和美俄两国都非常重视这项演练,在执行任务前要反复演练。包括航天员、航天器、火箭、发射场,指挥控制中心的合练和航天员与着陆场系统回收营救人员之间的合练,就像一场正式演出前的彩排。
  航天员的训练是系统和完整的,时间安排也是科学的。我国第一批航天员的训练经历了五年半的时间,接近两个研究生学习期。
  来源:人民网
  
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