作者:艾林 来源:中国科学报 发布时间:2016/11/4 11:16:34
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国外航天员是怎样“炼”成的

 

登上宇宙飞船遨游太空,看起来十分梦幻。可在这之前,航天员们要经受各种各样常人难以忍受的残酷考验。各国的航天员莫不如此。

早期航天员训练

世界上最早的航天员培训要追溯到世界首位航天员加加林。据加加林后来的回忆,他那时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10天甚至更长,并且不止一次。这就是独自生活的考验。

除此之外,加加林还接受了很多艰苦的训练。比如,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。从最初的头晕目眩、内脏翻滚、全身肌肉紧缩、大汗淋漓,到能在滚筒中保持平衡,他才算达到了训练的目标。此外,加加林还要经受高温环境的考验,他要到被称为“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,一直到80℃。加加林经过训练,在其中坚持超过100分钟。

现代航天员训练

此后,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也越来越科学和规范。各国航天员培训的内容,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。

体质训练的主要目标是提高航天员神经系统的灵活性、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。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。苏联则曾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。

环境模拟训练也是航天员训练中的重要一项。项目包括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等。在美国约翰逊航天中心的索尼卡特训练中心,就有一个中性浮力实验室用于航天员失重状态的训练。所谓中性浮力,是指物体受到的浮力大小等于所排开的水的重量,相当于处于失重状态。中性浮力实验室的长度超过60米,部分区域的深度达到12米。在实验室中,身穿航天服的航天员可以演练未来将在太空中执行的各种任务,比如太空行走。

俄罗斯的航天员在加加林训练中心接受训练,那里有1:1的航天器模型装置、大型训练水池、天文馆训练楼等。2001年,俄罗斯首次启用了能高度模拟航天器内部环境的新型实验设施。俄罗斯科学院医学和生物学研究所运用这种新型载人航天模拟设施,首次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机体耐力,对完善载人航天器内部设施也具有重要价值。

从2002年12月起,俄罗斯医学和生物学课题研究所开始测试3种宇航训练、防护装置——失重训练薄膜、气垫鞋和多功能健身器。失重训练薄膜是一种特制的防水膜,科研人员将把它敷设在蓄水池的水面上,之后两名志愿人员将躺在薄膜上。失重训练薄膜具有很好的弹性,可使志愿人员陷入水平面以下,但是陷入的程度并不妨碍人的活动。在这种状态下,肌肉和骨骼所受到的支撑力与失重状态下十分相似。

航天员上天后要操作飞船,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。美国国家航空航天训练和培训中心曾出过一份航天员训练说明,列举了相关的训练项目,也可用于民用。这些项目包括空间基础训练,急救和安全程序训练,在空间飞行期间策划、设计和实施科学实验的知识和技术训练,如何穿、脱宇航服训练,如何使用和操作生命防护和维持装备的训练,发射和返回的高重力训练,姿态感知训练,空间定向障碍(飞行错觉)训练,防止飞船破坏及进行修复的训练,缺氧和快速减压训练,逃生训练等。(艾林整理)

《中国科学报》 (2016-11-04 第4版 科普)
 
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