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航天员

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概述编辑本段回目录

航天员航天员

驾驶、维修和管理航天器并在航天过程中从事科研、生产和军事等活动的人员,又称宇航员。航天员有职业和非职业两类,一般分驾驶员、任务专家和载荷专家,或指令长、驾驶员、随船工程师、飞行工程师。最近出现了以旅游为目的的游客航天员。航天员是开拓太空之路的先锋,作为一名航天员需要具有崇高的献身精神、高深的学识水平、非凡的工作能力、优秀的环境耐力、良好的心理素质和健康的身体条件。要成为航天员,首先要有良好的身体素质,因为航天员在进入太空或返回地面的过程中,要克服航天器飞行时的力学环境、太空的物理环境和航天器的狭小空间环境等特殊环境下的重重困难,适应这种环境的考验,航天员的身体和综合素质十分重要。因此,有幸成为航天员的人可谓凤毛麟角。载人航天活动对于航天员的生理和心理均有严格的要求。航天医学专家根据航天任务及其对各类航天员不同的要求,制定了相应的选拔项目、内容和标准化。一般包括基本资格审查、临床医学检查、生理机能选拔、心理选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等。航天员的选择标准和条件在各个国家基本相同,特别是身体素质的要求是一样的。美、苏早期航天员的选拔标准和方法有许多共同点;均选自战斗机飞行员;均以飞行员选拔为基础;所规定的选拔项目几乎相同。在性别方面,航天员主要是以男性为主。在年龄方面,驾驶员和任务专家一般是22~40岁,载荷专家可以是40岁以上。由于前苏联是用飞船作为天地往返运输系统,对航天员的年龄要求较严,超过50岁以上继续飞行的航天员较少,而美国航天飞机的航天员有不少是50岁以上的。在身高方面,由于前苏联“联盟号”飞船返回舱的空间很小,航天员的身高一般都在170厘米以下,而美国航天飞机座舱的空间较大,航天驾驶员的身高范围则较宽,为162.5厘米~193.0厘米。为确保航天员具有优良的身体素质,生理机能选拔是极为关键的。生理机能选拔主要是挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者。生理机能选拔内容包括心血管和肺功能检查、中枢神经系统功能检查、听觉功能检查、视觉功能检查以及内分泌和免疫功能检查等。航天员的心理和精神状态对于航天任务的完成有着极大的影响,特别是对于长期飞行以及多人的乘员组,其心理素质的选拔是非常重要的。面对太空中那些难以预测的风险,没有超乎寻常的坚强意志和优秀的心理品质是不可能在这种环境中完成规定任务的。

空间环境严酷, 航天器上升和返回阶段的过载高达10g左右,轨道运行期间处于失重环境,加之执行的任务艰巨,因此航天员必须经过专门的航天训练。美国首批航天员的选拔与训练始于1959年,苏联则始于1960年。在载人航天活动初期,美国和苏联均从经验丰富的军用飞机驾驶员和试飞员中选拔航天员,后来由于需要专业人员直接执行科研试验任务,遂把选拔范围扩大到科学家、医生和工程师航天飞机的出现改善了航天环境,上升和返回阶段的过载降到3g以下,为更广泛的人员上天活动,甚至太空旅游开辟了新的前景。世界上有两个主要的航天员训练基地,一个是美国约翰逊航天中心,另一个是苏联加加林航天员训练中心。从 1961年苏联航天员Ю.А.加加林上天到1984年10月底,全世界上天的航天员人数已达到 151名,其中女航天员5名。

身体素质编辑本段回目录

航天员航天员
身体素质作为一个人生存的基本条件,在航天员的训练过程中是必不可少的。苏联就曾为了准备阿波罗-联盟计划,要求其航天员在一年半的训练时间内,骑自行车1000千米,滑雪3000千米,越野跑步200多千米。美国休斯敦航天中心,为提高航天员耐力,曾让航天员穿上80千克重的航天服,在炎热的佛罗里达沙漠中,每天步行30千米。 除了体质的训练,航天员为了准备一次飞行还需要掌握大量的理论知识,这些理论知识包括基本的航天知识,飞行任务和航天器结构、航天医学工程知识以及空间知识和应用的有关知识等。

因为航天员在进入太空或返回地面的过程中,要克服航天器飞行时的力学环境、太空的物理环境和航天器的狭小空间环境等特殊环境下的重重困难,适应这种环境的考验,航天员的身体和综合素质十分重要。因此,有幸成为航天员的人可谓凤毛麟角。为确保航天员具有优良的身体素质,生理机能选拔是极为关键的。生理机能选拔主要是挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者。生理机能选拔内容包括心血管和肺功能检查、中枢神经系统功能检查、听觉功能检查、视觉功能检查以及内分泌和免疫功能检查等。在航天过程中要遇到各种特殊环境因素,如超重、失重、低压、缺氧、高低温、振动、噪声、辐射、隔绝等。在航天员的选拔过程中,要淘汰那些对这些特殊环境因素敏感和耐受能力差的人,挑选耐力和适应性优良者。严格的前庭功能选拔是也是航天员选拔的一个重要环节,这可以有效减少在失重状态下航天运动病的发病率。

心理素质编辑本段回目录

航天员航天员
航天活动对于航天员的生理和心理均有严格的要求。航天医学专家根据航天任务及其对各类航天员不同的要求,制定相应的选拔项目、内容和标准化。一般包括基本资格审查、临床医学检查、生理机能选拔、心理选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等。航天员的选择标准和条件在各个国家基本相同,特别是身体素质的要求是一样的。航天员的心理和精神状态对于航天任务的完成有着极大的影响,特别是对于长期飞行以及多人的乘员组,其心理素质的选拔是非常重要的。航天员们身处的环境是恶劣、封闭和隔绝的,而且还要面对太空中那些难以预测的风险,没有超乎寻常的“坚强神经”是不可能在这种环境中完成规定任务的。 心理选拔方法包括心理调查和心理会谈,个性心理、智力和认知以及心理运动能力的测试等。对于多人的乘员组,更应该特别重视航天员彼此之间的适应性及协调工作的能力。

心理训练是航天员训练中必不可少的内容。因为执行太空任务需要离开我们所熟悉的环境,而这种环境变化对心理的影响是很大的,尤其在早期航天活动中,载人航天其提供给航天员的生活环境无论是空间,还是饮食都不是很好,长时间呆在这么狭小的环境,会是什么一个感受?而如果这种感受影响到航天员的心理,那极容易就产生不可想象的后果。而心理训练也就是使航天员在没上天之前,先对太空中的情况从心理上进行一下适应。增强心理的稳定性。现在由于执行任务复杂性增加,因此每次飞行都有几名成员来完成。而尽快的使成员之间达到“心有灵犀”也成为心理训练的一个重要内容。实践证明,整个成员组在一起进行训练对于提高他们在太空中工作的效率具有十分重要的作用。航天员共同训练的时间短期飞行不少于半年中期飞行需要1年长期飞行1.5~2.5年

特殊环境 编辑本段回目录

为了提高航天员对特殊环境因素的适应性和耐受力,需要对航天员进行航天特殊环境因素的暴露和刺激,如超重、失重、前庭器官的刺激、噪声、高低温等。超重适应性训练的目的是让航天员适应航天器发射和返回再入时的超重环境,增强航天员抗超重的能力。训练方法主要采用离心机模拟航天器起飞和返回过程中的超重曲线,进行胸-背向对抗动作训练和头-盆向耐力维持训练。 失重训练则是利用失重飞机完成的。它可以完成抛物线飞行,形成15-40秒的微重力时间。使航天员感受、体验和熟悉失重环境,在失重的时间里可以做各种试验,如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动,甚至可把一个舱体搬进机舱中,还可以进行人在失重的时间里从舱体爬出来的试验,训练太空的出舱活动。

美国的小型失重飞机有T-33和F-104飞机改装的失重飞机。大型失重飞机有KC-135和PC-9,苏联/俄罗斯用伊尔-76改装的大型失重飞机,其微重力时间大约有30s秒。法国有“快帆”和A300失重飞机,A300是目前世界上最大的失重飞机。日本也有大型或中型失重飞机。中国曾利用歼教-5改装成小型失重飞机。在地面还可以用中性浮力水槽产生的漂浮感觉,模拟训练航天员在失重时进行工作和维修。中性浮力水槽模拟失重的原理是,当人体浸入水中时,通过增减配重和漂浮器使人体的重力和浮力相等,即中性浮力,获得模拟失重的感觉和效应;但它并没有消除重力对于人体及其组织的作用,因此,它不同于真实的失重环境。目前,这种方法主要用于对出舱活动的航天员进行训练。一般是将1:1的航天器放入水槽中,航天员穿上改制的舱外航天服,进行出舱活动程序的模拟和技能的训练。
为了减少航天运动病的发病率,还要进行前庭功能训练。采用转椅、秋千等旋转和摆动设备产生线性加速度和科氏加速度,或在失重飞机上让航天员头部运动,对受试者的前庭器官进行刺激,以提高前庭器官的耐受能力。也可以利用气功和生物反馈的方法对航天员进行抗运动病的训练。其它的特殊环境因素适应性训练还有飞机飞行训练,跳伞训练,振动、噪声体验,乘员舱大气环境体验以及隔离环境体验等。

飞行模拟 编辑本段回目录

航天员在执行任务时往往需要操纵各种仪器设备,但航天器中的各种设备是数不胜数的,如果航天员在操作过程中出现了一点错误,尤其是驾驶员,很有可能就会机毁人亡。为此,在地面上建立各种模拟设备,这样航天员在这使设备中就可以熟悉操作的程序,适应不同的环境。飞行模拟器是针对载人航天任务而设计的执行飞行任务的模拟器。其主要功能是在地面模拟太空中的飞行条件和实际载人航天器运动状态,为航天员提供运动感觉、视觉、听觉和操纵负荷等各种感觉,使航天员感到好像真的在太空驾驶航天器一样。

模拟座舱一般采用内部结构和界面与实际航天器完全一致的模拟舱。俄罗斯和美国所发射的各种载人航天器都有各自的飞行模拟器,其中美国“阿波罗”号登月飞船的飞行模拟器,可以模拟从起飞到登月和返回地面等全程序飞行,也有只模拟载人航天某项飞行技术的模拟器,如有模拟飞船的起飞、入轨和姿态如何控制等飞行技术的模拟器。还有模拟在太空作业的专项模拟装置,如太空对接、太空维修和出舱模拟器等。 模拟航天员在太空生活与工作的微小空间环境,也都是以各种舱室的形式来完成的。这种微小生活空间舱室与航天员在太空生活的空间类似,除不能模拟失重环境外,其它都能逼真模拟。这种微小生活空间模拟对于考察和训练人对长期在太空生活的适应性是很重要的。

选训中心编辑本段回目录

发展载人航天的各国,都有航天员选训中心,比较著名的有美国国家航空航天局的约翰逊航天中心(JohnsonSpaceCenter)和俄罗斯的加加林航天员培训中心(Gagarin Cosmonauts TrainingCentre又名星城StarCity)。它们主要的任务有:为载人飞行进行预备航天员和正式航天员的选拔;对航天员实施身体素质、心理、特殊环境因素适应性及飞行专业技能的训练,对航天员实施飞行前、飞行中和返回后的医学监督与医学保障,辅助飞行控制中心进行医学监督和及时地分析,并开展航天医学工程研究。 

生存之道
载人航天器在应急返回过程中可能降落到各种复杂的地形、气候等恶劣的生存环境条件下,例如寒区、沙漠、山地、森林、海上等,因此必须对航天员进行这些地区的生存知识和技能的训练,使他们熟悉和掌握这些地区气候变化,地形、海况、动植物的情况,掌握生存的基本要领。比如在寒区生存要保持机体的热平衡,在原始森林生存要防御猛兽和昆虫的侵袭,在沙漠中生存是保持水盐平衡。 

个人救生
由于载人飞船着陆地点较难控制,特别是应急返回时落点的散布较大,这就给航天员的营救造成困难。在载人飞船上一般装有个人救生物品,供航天员着陆等持营救期间的求救和生存使用。 个人救生物品中应有求救联络物品,以便于航天员使用它们尽快与营救人员取得联系,这些物品包括无线电通信和定位装置、信号枪、焰火管、海水染色剂、闪光灯、反光镜、引火物品、哨笛等。个人救生物品中还必须有陆上和海上的防寒和遮阳物品,如防寒服、抗浸服、斗篷等。飞船返回着陆在寒区或溅入水中时,航天员穿着防寒服或抗浸服等待营救,防止体热在短时间内大量丧失,延长人的存活时间。当航天员返回溅入水中时,应有漂浮装置,如救生筏或便携式漂浮装置等,以支撑人体浮于水面,等持打捞和营救。常用的便携式漂浮装置包括二氧化碳气瓶、浮囊、吹气管及其它附件。当航天员溅入水中时,牵拉充气拉绳,撞针刺穿气瓶封口薄膜,二氧化碳气体充向浮囊内部,浮囊充气膨胀。也可用嘴通过充气管向浮囊内充气。救生食品和饮水及急救药包也是十分重要的个人救生物品,对于着陆到高温地区,保证航天员有一定量的饮用水是十分重要的。其它个人生存物品还有手枪、驱鲨剂、渔具、滤光镜、指北针、自卫刀、钢丝锯、干燃料、取暖器、防风火柴等。
航天员欢迎航天员

  
参与试验
在发射前航天员还要参与真实航天器的大型试验和全程序模拟飞行,以及航天技术各大系统的综合试验和演练等,以使他们进一步从总体的高度加深对于飞行任务、计划、程序的理解和掌握。这不仅是航天员训练的重要内容,同时,航天员的参与以及他们对航天系统的意见对载人航天系统的研制也是非常有益的。 太空环境十分严峻,人进入其中航行怎样才能避免外界环境的伤害?就是说,如何才能保证航天员的生命安全?航天工程师研究和制造了一个基本与外界隔绝的密闭环境,即密闭座舱,密闭座舱内的环境可以保证航天员在太空生存所必需的条件。
 
生活空间
供人居住、生活和工作的密闭座舱是载人航天器的主要部分,舱内有装有缓冲超重力的座椅,有各种电子设备、仪表设备及航天员的救生设备。舱体的外壳包有绝热材料,可防止气动力产生的热传入舱内。舱体是由金属材料制成的,有防辐射的功能。密闭舱是增压式的,所以舱内外压力差很大,舱壁具有很强的承受压力的能力。舱体做得很坚固,安全可靠。舱壁四周有供航天员观察地球的舷窗,一般由三层玻璃制成,具有防强光、防紫外线及防辐射的性能。[1]

著名航员 编辑本段回目录

杨利伟:男,1965年生,辽宁绥中县人,身高1.68米。1996年参加航天员选拔,1998年1月正式成为我国首批航天员, 2003年10月15日搭乘神舟五号飞船升空,成为我国首位太空人。现为中国人民解放军航天员大队三级航天员。
聂海胜:男,1964年生,湖北枣阳人,身高1.72米。原为空军一级飞行员。1983年入伍,1996年参加航天员体检,1998年1月正式成为我国首批航天员,2003年9月成为中国载人航天首飞梯队航天员,2005年10月12日搭乘神舟六号飞船升空,执行多人多天任务。现为中国人民解放军航天员大队三级航天员。
费俊龙:男,1965年生,江苏昆山人,身高1.70米。原为空军特级飞行员。1982通过空招成为飞行员,1998年1月正式成为我国首批航天员,2005年10月12日搭乘神舟六号飞船升空,执行多人多天任务。现为中国人民解放军航天员大队三级航天员。
航天员航天员在舱内操作

翟志刚,男,汉族,黑龙江龙江县人,党员,大学文化、双学士。1966年10月出生,1985年6月入伍,1991年9月入党,现为中国人民解放军航天员大队三级航天员,正团职,上校军衔。曾任空军试训中心某团飞行教员,飞过歼七、歼八等机型,安全飞行950小时,为空军一级飞行员。1998年1月正式成为我国首批航天员。经过多年的航天员训练,完成了基础理论、航天环境适应性、专业技术等8大类几十个科目的训练任务,以优异的成绩通过航天员专业技术综合考核。曾入选我国首次载人航天飞行航天员梯队。2005年6月,入选“神舟”六号航天载人飞行乘组梯队成员。
吴杰,男,汉族,河南郑州人,党员,大学文化、双学士。1963年10月出生,1980年9月入伍,1985年5月入党,现为中国人民解放军航天员大队三级航天员,副师职,大校军衔。曾任空军某训练基地领航主任,飞过歼六等机型,安全飞行1200小时,为空军一级飞行员。1998年1月正式成为我国首批航天员。经过多年的航天员训练,完成了基础理论、航天环境适应性、专业技术等8大类几十个科目的训练任务,以优异的成绩通过航天员专业技术综合考核。2005年6月,入选“神舟”六号载人航天飞行乘组梯队成员。
刘伯明,男,汉族,黑龙江依安人,党员,大学文化、双学士。1966年9月出生,1985年6月入伍,1990年9月入党,现为中国人民解放军航天员大队三级航天员,正团职,上校军衔。曾任空军航空兵某师某团中队长,飞过歼八等机型,安全飞行1050小时,为空军一级飞行员。1998年1月正式成为我国首批航天员。经过多年的航天员训练,完成了基础理论、航天环境适应性、专业技术等8大类几十个科目的训练任务,以优异的成绩通过航天员专业技术综合考核。2005年6月,入选“神舟”六号载人航天飞行乘组梯队成员。
景海鹏,男,汉族,山西运城人,党员,大学文化、双学士。1966年10月出生,1985年6月入伍,1987年9月入党,现为中国人民解放军航天员大队三级航天员,正团职,上校军衔。曾任空军航空兵某师某团领航主任,飞过歼六等机型,安全飞行1200小时,为空军一级飞行员。1998年1月正式成为我国首批航天员。经过多年的航天员训练,完成了基础理论、航天环境适应性、专业技术等8大类几十个科目的训练任务,以优异的成绩通过航天员专业技术综合考核。2005年6月,入选“神舟”六号载人航天飞行乘组梯队成员

易患疾病 编辑本段回目录

由于在太空中的工作环境与地面有所不同,长期在太空中工作宇航员身体也有可能得一些疾病。
1、心理功能障碍:航天员在太空中,引起的不适感和对中枢神经系统的影响使其产生心理变化。如忧虑、厌烦、抑郁、思念、记忆力衰退、对工作失去兴趣等。
2、心血管疾病:由于失重,人体的血液向头部、胸部充盈增强,头部动脉压升高,头面肿胀,鼻子呼吸也不畅通,可能引发心血管疾病。
3、太空运动病:类似晕车、晕船。主要症状是恶心、呕吐、头晕、嗜睡等。
4、肌肉萎缩:太空飞行时由于失重,肌肉不再对抗重力的作用,肌肉所做功大大减少,因而出现了肌肉的废用性变化,工作能力下降。
5、骨质疏松:由于失重,骨骼不必再承受人体的重量,加上运动量减少,减轻了对骨骼的刺激,结果使骨骼中的矿物质排出增加,而造成骨质疏松。

生理考验编辑本段回目录

神舟六号起飞后,在飞行上升段,航天员要经受过载、振动、噪声的考验。这个时段是飞船整流罩分离和船箭分离的节点,如果航天员身体不适会影响工作。费俊龙、聂海胜顺利渡过这一关,冷静监视和正确判断,分秒不差地向地面作了整流罩分离的报告,并及时做好了在异常情况下补发船箭分离手控指令的准备。
航天员航天员饮食


航天员面临的第二个生理考验,是在飞船从上升段到轨道运行段的交替期间。这时航天员从超重突然进入失重,容易出现空间失定向,也就是在上下、左右等方向上产生错觉。费俊龙、聂海胜顺利通过了这一考验。

第三个太空生理考验,是飞船在轨运行初期,航天员面临空间运动病的挑战。空间运动病的症状如地面上的晕车、晕船,航天员会出现头晕无力、呕吐等症状,严重的话会丧失工作能力。费俊龙、聂海胜也经受住了这一考验。

四是失重初期,航天员由于血液流向转移,会出现“航天适应综合征”,产生头晕、头涨、鼻塞等不适症状。这些情况,费俊龙、聂海胜也没有发生。

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