为了选拔和训练航天员,我们设计了这些高难挑战

作者: 黄伟芬

来源: 我是科学家iScientist

发布日期: 2021-04-24

黄伟芬在演讲中详细介绍了航天员的选拔和训练过程,强调了这一过程的严格性和重要性。航天员的选拔不仅需要身体素质和心理素质的全面考量,还涉及医学、心理、教育等多个领域的训练。通过科学的选拔和系统的训练,航天员能够在极具挑战和风险的环境中执行任务,最终实现中华民族的航天梦想。

在第六个“中国航天日”,我们看看航天员是怎么“沙里淘金”般被挑选出来,又是经过了怎样的“千锤百炼”,最终迈向太空的。作为国家载人航天工程航天员系统副总设计师,黄伟芬设计的航天员训练方案,分为八大类,涉及百余个科目、数千个训练单元,涉及到医学、心理、教育、工程技术和体育。用她自己的话概括,航天员的选拔训练就是:沙里淘金,优中选优,然后,千锤百炼。在这个过程中,从体质到心理,方方面面都要考虑周全。

黄伟芬老师为大家带来演讲《一个人要经历多少考验,才能成为航天员?》聊聊航天员选拔训练的故事。

我是中国航天员科研训练中心的研究员黄伟芬,也是国家载人航天工程航天员系统的副总设计师,负责航天员的选拔训练工作。“筑飞天摇篮,育民族英雄”是我的使命。三十年前,我研究生毕业,留在了当时的国防科工委航天医学工程研究所工作,研究所后来改名为航天员科研训练中心。

那一年,国防科工委组织文艺汇演,我们研究所也必须参加,于是,我们一群风华正茂的年轻人一起构思排练了一组歌舞:以“飞天舞”开篇,以“欢庆飞天成功”收尾,中间有小伙子们表演的太空漫步的霹雳舞,还有独唱、歌伴舞、诗朗诵,形式多种多样——但是我们表达的主题只有一个:实现中华民族千年的飞天梦想。但当时,只是心里的一个梦,我们谁也不知道,什么时候能实现这个梦想。

谁也没有想到,四年以后,也就是1992年的9月21日,中央批准立项实施“国家载人航天工程”,所以这个工程也叫“921工程”。

又过了11年,2003年,我们经过努力终于实现了中华民族的飞天梦想,杨利伟成为第一个进入太空的中国人,我也由当时编排开场飞天舞和收尾“欢庆飞天成功”的黄导,变成了航天员女教头,而当时负责给我们做舞衣的一个年轻小伙子,后来成了制作航天服的技术人员——这些称谓的变化,不仅是我们个人人生轨迹的反映,也是国家科技进步发展的一个反映,因为载人航天工程是国家综合国力的象征,正因为有了载人航天工程,我们很多人的命运发生了改变。

“神五”的成功让世界了解了中国的航天员。经常有人问我:航天员是个什么样的职业?什么样的人能当航天员?航天员是如何选拔出来的?航天员要接受哪些训练?航天员在飞行中做什么工作呢?航天飞行危险吗?总之,有很多很多的问题。

航天员是一个什么样的职业?航天员是人类开拓太空之路的先锋,是世人景仰的英雄,也是一个极具挑战和风险的职业。因为他具有工作环境特殊,职业技能复杂,飞行任务艰巨,危险性大的特点。不是每一个人都能够胜任的。所以,航天员必须经过科学严格的选拔,再进行科学全面的系统训练培养出来。

航天员选拔训练是载人航天不可或缺的重要的组成部分,是确保飞行任务圆满完成,和飞行安全的一个至关重要的环节,在各国都受到高度的重视。能否选拔训练出合格的航天员?直接影响载人航天计划的实施,和飞行任务的成败。航天员选拔就像是沙里淘金,千挑万选;而航天员训练则是千锤百炼,百炼成钢。

到目前为止,世界上已经有37个国家和地区、556名的航天员,完成了一千余人次的航天飞行的任务,其中包括我国培养的11位航天员。虽然有这么多国家的航天员参加并完成了太空飞行,但在世界上,只有俄罗斯、美国和中国具有完整独立的航天员选拔技术体系。

简单地说,候选人必须身心健康——身体素质要好,对航天环境要有很好的耐力和适应性,而且心理素质要好,年龄、身高、体重、教育背景和职业背景都必须满足我们的要求。

航天员选拔包括预备航天员选拔和飞行乘组选拔两大类。预备航天员选拔,就是从其他的职业人员中,挑选出能达到我们的标准、基础好、能够取得参加训练资格的预备航天员,比如,我们会从飞行员中去选航天驾驶员,从工程技术人员中去选航天飞行工程师,从科学家中去选载荷专家,在飞行中进行有效载荷的操作,完成各种科学实验。预备航天员的选拔涉及基本条件、医学、心理选拔以及综合评价等四个方面。

基本条件,包括年龄、身高、教育背景、职业背景等43个方面的要求。医学的选拔包括临床各科检查,以及生理功能的检查,比如用跑台做运动心肺功能检查以及航天环境耐力和适应性的检查。

飞行乘组的选拔,就是从合格的航天员中,为某次任务来选出最佳飞行乘组。比如,“神五”我们选了杨利伟,“神六”选了费俊龙和聂海胜,“神七”选了翟志刚、刘伯明和景海鹏。

我们主要从思想政治素质、身体、心理、知识技能这几个方面,来进行相应的全面考核和评定。“航天环境耐力和适应性”是航天员选拔中最具特色的一个项目,它包括超重耐力、前庭功能、噪声敏感性等等,一共有17项生理功能的检查,极具挑战性,所以,要当一名航天员是非常不容易的。

举个例子,比如“前庭功能”的选拔。航天员入轨之后,进入太空之后的头三天,是空间运动病高发的时候。

“空间运动病”其实不是病,它是人在失重环境下的一种特殊的生理反应,和我们在地面上的“晕车”或“晕船”的反应类似。人进入太空之后,因为这种反应,可能会觉得会头晕目眩,严重时会呕吐。在921工程启动之前,我们的前辈用转椅做前庭功能方面的研究。有一个受试者的前庭功能比较差,有一次,做试验的时候就吐了。刚开始,他是坐转椅的时候吐,到后来发展到只要听说今天要做转椅的试验,他就会想吐。

人的个体差异是非常大的,这也是我们要在地面进行选拔的一个重要原因。

心理选拔也很重要,因为航天员在航程中要承受巨大的心理负荷,所以,我们必须淘汰掉一些有潜在的心理病理异常、个性偏离以及有障碍的候选人,选出心理素质优秀的人进入航天队伍。一般的测试选拔方法包括调查、会谈、观察、模拟、测验等等,目前国际上通用的一些心理的测验的方法和评价标准,都会应用在航天员选拔中。

通过20多年的研究和实践,我们已经建立了一套完整的航天员选拔方法和标准,这个标准涵盖了航天驾驶员、航天飞行工程师和载荷专家三种类型。对不同类型的航天员,我们会有不同的选拔标准。比如说医学的选拔标准,对驾驶员的要求最高,都是从飞行员中选的,对航天飞行工程师的要求次之,对载荷专家的要求最低。这些标准有多严格呢?

我举个例子,比如“临床医学选拔标准”,这算是一份标准,而这一份标准里有120多个条款,每个条款又对应很多个医学问题的要求。所以,从本质上来说,航天员选拔就是一个“优中选优”的过程。

通过选拔,我们选出了在身心素质等各方面基础都很好的航天员候选者。但是,光选拔是远远不够的。因为航天员在飞行过程中要完成大量的飞行任务,所以,我们要对航天员进行全面系统的训练。

训练的目标,就是使他在思想、身体、心理和知识技能等各个方面,都具备执行任务的能力。航天员训练是一个漫长的征程。因为这个过程中,要经历持续不断的各种挑战、考验、检查和评定,而且,只要他不退役,训练就不能终止。从预备航天员开始训练,到他能具备执行任务的能力,大概需要四年左右的时间——相当于上了一个大学,但比大学的本科教育难得多。

航天员的训练有八大类,百余个科目,每个科目又有很多训练单元,所以,我们共有数千个训练单元,涉及到医学、生理、心理,还有科学理论和工程技术,非常多。而且,有的项目是很危险的,比如航空飞行、跳伞,低压环境下做的出舱活动的训练。

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