宇航员需要进行哪些训练?

航天员训练涵盖面极广,主要包括专业基础理论、体质、特因耐力与适应性、专业技术、飞行程序与任务模拟、救生与生存、飞行技能、心理以及大型联合演练等。综合来看,这些训练可以归纳为三大核心方面:专业基础知识训练、职业技能训练以及飞行任务训练,旨在全面塑造航天员的能力。

此外,还有锻炼心肺功能的跑台、自行车功量计等针对性运动。特因耐力与适应性训练是重中之重,包括超重训练、前庭功能训练、低压缺氧、高低温、振动和噪声环境训练等。这些训练帮助航天员在极端环境下保持作业能力,是太空任务成功的关键保障。

航天员必须保持健壮体格以应对严酷的太空环境和地球上的繁重建训。除了身体健康,还需通过体能训练适应宇宙和飞船的特殊环境因素,提高耐受力。体能训练贯穿载人航天全过程,每天需进行1至2小时的体质锻炼。这些训练科目多样,包括以耐力为主的长跑、游泳、爬山,以力量为主的负重、仰卧起坐,以及以灵活性为主的体操、固定滚轮、旋梯、弹性跳跃网、秋千、转椅、浪木等。

在入选航天员大队后,首要进行的是专业基础理论训练。内容极其丰富,包括宇宙、大气、天文、气象、地球物理、空气动力学、火箭与飞船设计原理等。此外,还要学习飞船系统及部件结构、导航控制、通讯、遥测遥控、数学、计算机、外语,以及航天医学和生理学等知识,旨在提高认知水平,为后续训练打基础。

飞船在轨道飞行期间处于微重力环境,失重状态下物品和人体若不被束缚会飘浮,虽然有趣,但会导致头晕脑涨、操作不便,甚至定向困难,影响太空生活和工作。因此,必须在地面制造失重环境进行适应性训练。失重环境由高性能失重飞机通过飞抛物线获得,每次抛物线飞行可获得20至30秒失重时间,多次连续飞行在一趟起降内可累计获得5至20分钟的失重时间。

载人航天需要解决三个核心问题。第一,是在狭小的太空环境中,掌握在失重条件下吃、喝、拉、撒、睡的生活技能;第二,是学会操纵飞行器,使用舱内仪器设备,进行科学实验、对地观察、遥测通讯,并能及时发现和排除故障;第三,是要具备在危险情况下逃逸救生的能力,以及在地面非正常返回后的生存与自救能力。

在失重训练中,航天员熟悉失重环境,体验飘浮感觉及其他人体感官变化,消除对失重状态的恐惧感。训练内容包括在失重条件下穿脱航天服、行走、移重物、进食、饮水等,以提高在微重力环境下的工作效率和生活适应能力。这些训练对于确保航天员在太空中的安全和任务执行至关重要。

火箭起飞时,航天员将面临巨大的加速度,工程上采用三级运载火箭将加速度分解,使每级不超过5g,每级持续100至200秒左右。飞船返回时,重力加速度为5至9g,持续约200秒。人体耐受限度纵向为3至4g,横向(从胸到背方向)可达7至8g,持续时间可达30秒。杨利伟在飞船座舱中呈仰卧位,正是为了保证起飞和返回过程中的安全,使航天员头脑清醒。超重耐力是通过在离心机上进行周期性训练和适应获得的。