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航天员如何培训和准备航天飞行?

2016-10-20 11:17| 发布者: cfso5068| 查看: 588| 评论: 0

摘要:   你想成为一名备受瞩目的宇航员吗?你想在宇宙空间中自由的翱翔吗?那么,你需要——大量的训练和准备!

  你想成为一名备受瞩目的宇航员吗?你想在宇宙空间中自由的翱翔吗?那么,你需要——大量的训练和准备!


神舟六号航天员训练。

  要想成为一名真正的航天员,究竟需要接受哪些训练和准备呢?让我们从世界首位航天员加加林的经历说起。

  世界上最早的航天员培训

  1959年,前苏联决定在空军飞行员中征召第一批宇航员。加加林立刻向空军指挥部提交了申请报告。

  选拔异常严格,一连几天,他每天必须回答来自科学家、医生和军官们提出的各种各样的问题。他本身就是一名出色的飞行员,身体条件好,又沉着冷静,很快地,他成为了第一批6名宇航员中的一员,开始接受训练。


加加林邮票。

  他经常被带到一个具备良好隔音系统的绝音室里,里面只有一张办公桌,桌子上放着一个仪表盘,桌子旁放着一张沙发床,一个装有食品的冰箱,一块帘布后边就是厕所。加加林需要在里面生活十天甚至更长,并且,不止一次。这就是独自生活的考验了。

  除了独自生活考验,根据后来的回忆,加加林还接受了很多艰苦的训练。例如,针对宇航员进入宇宙中的环境变化,学者们进行了预测,并为加加林安排了关于失重和高温的训练。

  他会进入滚筒中,坐在固定的一张座椅上进行失重训练。训练时,滚筒飞速旋转,令他感到天晕地旋。开始的一段时间,他感到头晕目眩、内脏翻滚、全身肌肉紧缩,艰苦的环境令他大汗淋漓,脸色苍白。直到他能够在滚筒中保持自己的平衡,才算达到训练的目标。

  而对于高温环境,他需要到人称“蒸箱”的人工控温室里进行训练和测试。短时间内,温度会从常温开始上升,40 ,50 ,乃至70 ,80 ,而加加林经过训练,在其中坚持了超过100分钟。

  经过了种种艰苦的训练,加加林才终于成为世界上第一个进入太空的宇航员。

  现代的航天员训练和准备

  随着人类航天活动经验的不断积累,现代航天员训练和准备越来越科学和规范,能够“有的放矢”。

  航天员培训的内容,除了航天理论和基础知识培训,也要进行增强体质的体育锻炼、航天特殊技能训练,并进行适应特殊环境的训练和飞行模拟。


联盟-TMA号训练船。

  体质训练

  由于航天员在执行任务中要经受巨大的噪声、振动、冲击、超重和失重等各种恶劣环境,并且还要在这些恶劣环境中保持头脑清醒进行工作,因此,要成为一名合格的航天员,首先要进行增强体质的训练。训练的主要目标是提高神经系统的灵活性、前庭器官平衡机能的稳定性、心脏和心血管系统的舒缩机能、人体对低压缺氧环境的适应能力等。

  常见的项目包括伏虎、秋千、体操、球类、蹦床、游泳、滑冰、滑雪、长跑、爬山、骑自行车和跳伞等等。

  这些体育锻炼强度可是非同小可,比如美国为训练“阿波罗”计划中登月航天员的月面行走能力,让他们穿着几十公斤重的登月航天服每天在沙漠中步行20-30千米;而苏联为准备“苏美对接”飞行,让航天员在一年半中越野跑步200多千米、骑自行车1000多千米、滑雪3000多千米。

  当然,除了身体健康,心理健康也不能忽视,航天员不仅要进行心理适应训练,还要共同训练培养协同性(往往是半年到一年,如果是长期飞行常要准备两年以上)。

  知识学习

  要成为航天员,需要学习许多科学知识。

  具体的有:

  包括空气动力学、飞行动力学、地球物理学、气象学、天文学、天体物理学和宇宙航行学,甚至还有心理学等基础理论;

  包括火箭与飞船的设计原理和结构性能,飞船的导航控制,座舱中各种仪器设备的功能和操纵、维护和修理技术,以及通讯、摄影等的技术知识;

  针对具体的飞行任务,还要学习所执行的计划任务书,掌握每项任务的细节,并掌握执行特殊任务时的知识和技术,如舱外行走、航天器的会合和对接、登月相关知识等;

  此外,为了应付一般的太空疾病,他们还要学习一些医学和航天医学知识以及简单的太空医疗技术。

  环境模拟训练

  前面已经提到,航天员执行任务时会经历各种恶劣环境,而针对噪声、振动、冲击、超重和失重这些恶劣的环境,也需要进行模拟训练,正如加加林所做的一样。

  比如,利用飞机飞行进行失重训练,利用大型离心机进行超重训练,利用隔离舱进行生活工作的训练,弹射座椅的救生训练,高低温和噪声适应训练等等。


  俄罗斯超负荷离心机。

  任务训练

  航天员上天可不是单纯生活的,他们要操作飞船,进行大量的工作,所以,航天员在执行任务前必须集中半年以上的时间针对任务作具体训练。

  航天员除了参加航天器总装、测试、火箭预射试验外,还进行专门模拟飞行、对接和着陆等训练。

  模拟飞行训练在低真空的航天器模拟舱内进行,它能给予除失重以外的一切飞行感觉和环境。

  此外,对于起飞过程着陆过程,还有飞行中正常的和不正常的情况,还有航天器对接、出舱、舱内外活动、回收和救生等航天活动,都要进行模拟。

  美国国家航空航天训练和培训中心(National AeroSpace Training And Research,简称NATAR)曾经出过一份航天员训练说明(可用于民用哟),这里我们简单列举一下:

  针对航天活动参与者

  训练简单不少!当然这只是成为航天员的一些准备,模拟飞行训练等等还是不能省的。

  --空间基础训练(4000美元)

  两天的基础课程,教授核心的知识和技术,比如空间环境和飞行器知识,飞行经验,生理和心理效应,安全保障和应急措施,生命维持系统和宇航服,等等。


  --进阶空间训练(4000美元)

  两天的课程,关于急救和安全程序的进一步训练。


  --载荷专家训练(1000美元)

  一天的特殊课程,为研究者提供,关于在空间飞行期间策划、设计和实施科学实验的知识和技术。


  --宇航服和系统训练(价格可直接咨询NATAR)

  一天的特殊课程,由宇航服制造商讲授如何穿/脱宇航服、如何在航天飞行中使用和操作生命防护和维持的装备。


  针对航天飞行员和机组人员(责任重大,不能马虎):

  --发射和返回的高重力训练

  为期两天,包括生理效应、抗荷动作、保护装置、身体调理和饮食等,并在离心机中进行模拟训练。


  --姿态感知训练

  为期一到两天,学习根据飞行环境调整自己和航天器姿态,学习相关技术以及突发情况处理,并进行模拟飞行。


  --空间定向障碍(飞行错觉)训练

  为期一天。

  航天员在飞行中可能对飞行姿态、位置和运动状况发生的错误判断,可分为三种类型——飞行错觉、脱离感觉和空间失定向。

  飞行员感觉到的可能和航天器的实际状态是不一样的,这在飞机飞行员中非常常见,据说几乎所有的飞机飞行员都遇到过。这项训练就是针对这种情况的。

  训练方法为在进行知识和技术的培训后,利用仪器进行模拟。


  --防止飞船破坏以及进行修复的训练

  为期一天半。学会识别和避免飞船失控。学习以往的航天经验,通过模拟来熟悉操作。


  --缺氧和快速减压训练

  学习鉴定缺氧的症状,学习安全和有效地处理舱内低氧或快速减压的情况。


  --逃生训练

  别犹豫,该用就用!训练为期一天。


  ……

  航天飞行员和机组人员全套培训应该不止介绍的这些,有兴趣了解的也可以直接咨询培训中心~

  针对发射场人员:

  这里就省略啦。

  通过上面的介绍,相信你能看得出来,要成为一名合格的航天员是多么的不容易,他们每一次航天任务的成功,都伴随着背后极其艰辛的努力,说到这里是不是对他们更加肃然起敬了呢!

  (本文首发于科学大院,中国科学院国家空间科学中心供稿,转载请注明出处。)


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