什么样的人才能当航天员

什么样的人能当航天员?

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。

预备航天员的选拔涉及基本条件、医学、心理选拔以及综合评价等4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。

“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,一共有17项生理功能的检查,极具挑战性。举个例子,比如“前庭功能”的选拔。航天员入轨,进入太空之后的头3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,做试验的时候他就吐了。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进行转椅试验,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。

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。

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4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8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。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。

我重点介绍一下“超重耐力”训练。“超重”是飞船在上升和返回过程中都会遇到的问题。超重有两个方向,一个是胸背向的作用,叫+Gx,主要影响人的呼吸功能;另一个是头盆向的作用,叫+Gz,在超重情况下,血液会往腿部转移,头部就会缺血,首先会逐渐让你感觉视力模糊,然后看不见,我们叫“黑视”,然后可能意识丧失,非常严重。人对这两个方向的超重耐力不同,对胸背向上的超重耐力更强,头盆向耐力更弱,所以,发射的时候,航天员一般是仰卧位的姿态。

正常的情况下,上升的时候超重4个G,不会超过5个G,返回的时候低一点,3个多G,不会超过4个G,但是,应急逃逸救生的时候,过载就会比较大。比如,2018年10月11日俄罗斯的联盟号发射失败,两个航天员启动了紧急返回的程序,安全返回,后来一个航天员说他当时感觉到有6到7个G的超重作用,感觉像有一块7倍体重的混凝土压在胸口,喘不过气来。

超重耐力的个体差异非常大。我们在做试验时,就遇到过一个受试者,离心机一转,他就马上喊停——我们在离心机上设了一个安全开关,只要按那个铃,我们就会给他紧急中止。后来我们问他,他就说离心机一转就觉得自己要被甩出去了。但是,我们合格的航天员,做8个G,也就是说,相当于有8倍重量压在自己身上的时候,都能评优。正因为做了这样的训练,所以俄罗斯的航天员在承受7个G的时候,还能安全返回。他们也说,这么多的训练不是白训练,是非常管用的,也就是说,我们之所以要设置8大类多达数千个的训练单元,不是白设计的。

航天员完成了所有的训练,他也获得了飞行的机会。那么,接下来,他就要开始为出征进行相应的准备。我给大家看一张非常珍贵的照片。这张照片拍摄于2003年10月15日,也就是杨利伟出征之前,我们在发射场航天公寓准备完毕。从照片上,大家会看到,我们都非常开心地围着杨利伟,但实际上,你们不知道的是我们内心的纠结和忐忑。因为我们知道,航天飞行它就是一个高风险的事业,尤其是上升和返回,特别是上升过程。马上要出征发射了,发生爆炸这样的事情是有可能发生的。所以我们内心既忐忑不安,又恋恋不舍。

航天飞行是一个高风险的旅程。在人类航天史上,已经有22名航天员献出了宝贵的生命。比如,“挑战者号”是在上升时爆炸的,“哥伦比亚号”在返回时爆炸。图片中,是苏联的三名航天员,他们是在返回过程中座舱失压了,而他们当时没有穿航天服,三个人就牺牲了。所以,从此以后,在航天员出征发射之前以及返回的过程前,必须穿戴好航天服,完成气密性检查,包括面窗要扣好,做好航天员标准的着装状态——这也是人类付出了血的代价换来的一条经验。