成為太空人,總共需要幾個步驟?
10月30日4時27分,神舟十九號載人太空船搭載三名太空人,由長徵二號F遙十九火箭從我國酒泉衛星發射中心發射升空,約10分鐘後,箭船成功分離,進入預定軌道,太空人乘組狀態良好,發射圓滿成功。執行神舟十九號載人飛行任務的太空人乘組由蔡旭哲、宋令東、王浩澤3名太空人組成,蔡旭哲擔任指令長。
神舟十九號載人太空船發射升空瞬間(新華社圖片)
此次任務乘組中,包括1名第二批太空人和2名第三批太空人,其中太空人蔡旭哲在時隔22個月後第二次進入太空,將刷新我國太空人重返太空用時最短紀錄。任務乘組還迎來兩名首次飛天的「90後」太空人宋令東與王浩澤,太空人王浩澤是我國目前唯一女太空飛行工程師,也將是我國第三位執行載人太空飛行任務的女性。
那麼要成為太空人需要滿足哪些條件呢?航太員要經過哪些訓練才能執行太空任務?
神舟十九號載人太空船太空人乘組蔡旭哲(中)、宋令東(右)、王浩澤(左)
1選拔標準很高
由於載人航太活動具有任務艱鉅、技能複雜、環境特殊和危險性大等特點,所以航太員的選拔標準很高,否則難以完成艱鉅的航太任務。
想當航太員的申請人首先需參加預備航太員的選拔。預備航太員的選拔是從申請人中選拔出達標的可參訓者。其要求如下。
首先,申請人必須有強烈的事業心和奉獻精神,因為載人航天目前還是風險很大的一項事業,國外已經犧牲了22人。
二是,申請人要有良好的體格。例如,凡有痛風、皮膚炎、眩暈、色弱、鼻炎、氣喘、耳鳴和貧血和齲齒等疾病的申請人均不合格。
三是,申請人要有良好的心理品格,膽大心細,遇事不慌,善於控制情緒,能與他人和睦相處。
四是,申請人要有較高的科學文化水準。因為載人航天是一門高度全面的技術,要完成複雜的航太訓練和任務,所以申請人一般要求至少為大學本科畢業。
五是,申請人要有較高的工作能力和豐富的工作經驗,從戰鬥機飛行員中選拔航太駕駛員就是因為他們的工作環境和具備的素質與航太員最為接近。
航太員的選拔對今後的訓練乃至最終完成載人太空飛行任務具有重要的奠基意義。經過20多年的發展,現在,我國已有一套完整、科學、有效的航太員選拔標準。
航太員訓練使用的太空船模擬器
目前,航太員分航太駕駛員、航太飛行工程師和載重專家三類。由於這三類航太員分別執行不同的任務,所以對他們在身體條件、工作技能、訓練重點、任務完成等方面的要求有所不同。例如,航太駕駛員的身體素質要求最高,對航太飛行工程師的身體素質要求次之,對載重專家的身體素質要求相對最低。但對航太飛行工程師和載重專家的知識結構要求比航太駕駛員更高。
航太駕駛員是從飛行上千小時的戰鬥機飛行員裡選拔的,相當於載人太空船的“司機”,主要任務就是駕駛載人太空船,負責載人太空船的飛行安全。航太飛行工程師是從與航空航天工程及相關領域專業的科學研究和工程技術人員中選拔的。其主要任務是負責太空站的運作、維護、保養、維修和擴展等。載重專家是在從事太空科學研究及應用相關領域的科研人員中選拔的。這類航太員攜帶特定儀器設備,在載人太空船上進行更複雜的某一專業的科學實驗,例如流體科學實驗。
我國已選拔了四批航太員,從第三批航太員選拔開始,對航太員進行專業分類的,即除了繼續選拔了航太駕駛員外,還選拔了航太飛行工程師和載重專家,以便滿足太空站的應用與發展需求。
在神舟十六號任務中,太空人乘組就首次包含了「航太駕駛員、航太飛行工程師、載重專家」3個太空人類型,分別由景海鵬、朱楊柱、桂海潮擔任。這是第三批航太員首次執行飛行任務,也是我國航太飛行工程師和載重專家的「首秀」。
今年5月,我國已完成第四批航太員選拔工作,共有10名預備航太員最終入選,包括8位航太駕駛員和2名載重專家,他們於今年8月入隊參加訓練。
神舟十九號太空人訓練畫面(央視直播)
2具體選拔方法
想當航太員的申請者要歷經預備航太員選拔、訓練期航太員選拔和飛行乘組選拔三個階段,其中預備航太員是從申請人中選拔出達標的可參訓者。它一般又分為初選、複選、定選。
透過轉椅測試申請者的前庭功能
初選就是進行基本條件審查,它包括透過門診檢查了解申請人的年齡、身高、健康、心理和學歷等,篩選有明顯疾病和功能障礙的申請人。
復選是對初選合格者進行全面、深入而細緻的醫學、生理、耐力和心理等檢查,以了解申請人有無臨床上尚沒有表現出來的潛在疾病;確定身體功能的儲備能力、調節能力和航太環境耐受能力,以及心理狀況。
定選是對候選人各項檢查結果進行綜合評價,最終確定參加航太員大隊訓練的合格人選。但他們也要經歷訓練期航太員的選拔和飛行乘組的選拔。
訓練期選拔是為了在訓練程中全面考察預備航太員的作風、知識與技能等各個方面,尤其要深入進行醫學檢查和心理觀察,了解他們在各種訓練中的反應和心理相容性,從而發現預備航太員在心靈、身體、心理和訓練等方面出現的新問題。在訓練期間,每位航太員每年還要進行全面的醫學檢查。只有在訓練全過程中考評合格的才能成為正式的航太員。
通過了訓練期選拔成為正式航太員後仍不是萬事大吉,因為還要透過飛行乘組的選拔才能飛天。飛行乘組的選拔是為完成某次航太飛行任務,從正式的航太員中選拔出最佳的飛行乘組。此選拔貫穿某次飛行任務訓練的整個過程,直到發射當天才結束,它不光評價每個航太員,也評估乘組的整體效能。
通常在執行載人太空飛行任務前6個月~2年要確定飛行乘組,從而使乘組有充裕的時間進行訓練,熟悉所要完成的任務,彼此相互熟悉了解,如有問題還有調整的餘地。已上過天的航太員如要再次上天,需重新參加飛行乘組的選拔。
在神舟十九號任務乘組中,太空人蔡旭哲曾執行神舟十四號載人飛行任務,但返回地球後,他以歸零的心態,用最短的時間完成身體恢復、心理調適並同步開展學習訓練,只花了不到2年的時間再赴太空,這也是目前我國太空人重返太空站間隔時間最短的紀錄。
神舟十九號太空人訓練畫面(央視直播)
3訓練四個階段
所有要上天的人事先都必須進行訓練,否則無法適應失重、超重、震動和噪音等特殊的太空環境。透過訓練,一是可以提升入選人員的體力、智力、生理功能和工程技術、科學知識等程度;二是能使之適應與耐受航太中遇到的特殊環境,完成特定飛行任務。
預備航太員的訓練一般分為航太基礎理論學習與訓練、航太專業技術訓練、航太飛行任務模擬訓練、強化訓練與任務準備四階段。航太員的體質訓練、心理訓練及航太環境適應性訓練貫穿訓練的完整過程。
在第一階段的航太基礎理論學習與訓練中,預備航太員主要學習載人航太工程基礎、航太飛行動力學、太空船設計基礎、天文學和航太醫學基礎等課程。
在第二階段的航太專業技術訓練中,航太員主要了解太空船的基本性能和各種介面的特性;透過各種職能訓練器和飛行模擬器,學習航太飛行所需的各項專業知識和技能,包括太空船的駕駛和控制,各種設備和各種實驗的操作;透過失重飛機的飛行訓練,掌握在微重力條件下穿脫太空衣等技能。航太專業技術訓練,可使預備航太員熟練載人太空船的使用與操作,包括手控交會對接及太空行走等專業理論知識及各種操作技能。
在第三階段的航太飛行任務模擬訓練中,預備航太員主要進行各項飛行模擬訓練,掌握全飛行程序,包括正常飛行程序、太空行走程序,交會對接程序,緊急飛行程序、逃逸救生程序、故障辨識與處理序等,學習科學載重實驗、對地對天觀察、相互如何配合等。航太飛行任務模擬訓練可使預備航太員能夠熟悉和體驗飛行環境、製程、操作和軌道生活制度,培養他們在飛行過程中正確識別、判斷和處理故障的能力,從而成為正式航太員。
在第四階段的任務準備與強化訓練中,對已被選為飛行乘組的航太員,將針對他們的飛行任務進行大型聯合演練,包括飛行程序與任務模擬的強化訓練,使他們進一步熟練和保持太空船操作技能。
楊利偉在離心機內準備進行超重訓練
4其它訓練內容
航太環境耐力與適應性的訓練是航太員訓練中最具特色的訓練類別。這是針對航太中所遇到的失重、超重等特殊的物理環境,透過離心機、轉椅等設備進行耐受與適應性訓練,十分艱苦,以提高預備航太員適應各種航太環境因素的耐力。
體能訓練通常分為兩大類:一是一般體能訓練,例如, 透過田徑、體操、各種球類運動等,來提高太空人的速度和耐力;二是特殊體質訓練,例如,透過滾輪、浪木、鞦韆等訓練前庭耐力,透過游泳和登山等訓練提升航太員對缺氧環境的耐力,用於輔助提升太空人對航太環境的耐力。
心理訓練是為了培養航太員良好的職業個性和心理品質,為完成航太任務奠定良好的心理基礎,包括進行心理健康教育、放鬆訓練和心理相容訓練等。預備航太員一般要學習專門的心理學訓練課程,以掌握必要的心理學知識、科學的心理調控方法和科學的記憶方法。對他們也進行多種心理訓練,以提高他們良好的心理品質和職業個性,為成功完成載人航天飛行任務奠定良好的心理基礎。
對於個人救生物品和裝備的使用、通訊設備的操作等一些訓練,每隔6個月要進行複習訓練,以便航太員保持熟練。
通常,職業航太員一般訓練3年左右,載重專家訓練2.5年左右,太空遊客訓練約半年。
總而言之,航太員的煉成之路是一條既充滿挑戰又極具榮耀的道路。從嚴格的選拔標準,到層層遞進的選拔方法,再到全面而係統性的訓練體系,每一步都凝聚著航太員個人的不懈努力與國家的精心培養。
隨著我國太空站的深入應用和航太技術的不斷發展,未來將有更多優秀的航太員加入這項偉大的事業中來,共同推動我國的載人航太事業向更深遠的太空邁進。
我國計畫在2030年前實現中國人首次登陸月球。登月任務對太空人來說更具挑戰性、技術要求更高、風險也更大。對登月的太空人來說,需要有更強的心理素質、更好的體能、更強的自主工作能力和自主決策能力,還要有對月球背景知識的了解。在訓練方面,登月的航太員要針對登月任務本身的要求,在基礎理論、體能、心理,特別是專業技術方面,也要進行更有針對性的訓練。
龐之浩全國空間探測首席科學傳播專家