宇航員是怎樣訓(xùn)練的是升空之前宇航員是怎樣訓(xùn)練的是升空之 愛問知識人
航天醫(yī)學(xué)工程研究所研究員孫洪元
航天員訓(xùn)練包括專業(yè)基礎(chǔ)理論訓(xùn)練、體質(zhì)訓(xùn)練、特因耐力與適應(yīng)性訓(xùn)練、專業(yè)技術(shù)訓(xùn)練、飛行程序與任務(wù)模擬訓(xùn)練、救生與生存訓(xùn)練、飛行技能訓(xùn)練、心理訓(xùn)練、大型聯(lián)合演練等,綜合起來屬于三大方面,即專業(yè)基礎(chǔ)知識訓(xùn)練、職業(yè)技能訓(xùn)練和飛行任務(wù)訓(xùn)練。
基礎(chǔ)理論訓(xùn)練
入選航天員大隊(duì)之后,首先進(jìn)行的是專業(yè)基礎(chǔ)理論訓(xùn)練,學(xué)習(xí)內(nèi)容包括宇宙、大氣、天文、氣象、地球物理、空氣動力學(xué)、火箭與飛船設(shè)計(jì)原理、飛船系統(tǒng)及部件結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航及控制、通訊、遙測及遙控、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)以及外語等航天所需的理論知識。
此外,還有航天醫(yī)學(xué)和生理學(xué)等內(nèi)容。通過訓(xùn)練提高他們的認(rèn)知水平,為后續(xù)訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。
載人航天首要要解決三方面的問題:1.乘宇宙飛船遨游太空的過程中,在那種特定的狹小的環(huán)境中,要學(xué)會在失重條件下吃、喝、拉、撒、睡;2.要學(xué)會操縱、控制飛行器,學(xué)會使用艙內(nèi)的儀器設(shè)備,并能在其中做科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
對地觀察、遙測和通訊等,能夠及時地發(fā)現(xiàn)故障并排除故障;3.臨危不懼,在危險的情況下,能夠逃逸救生。非正常返回的情況下,不管是降落在江、河、湖、?;蛏衬⒏瓯?、高山、峽谷、熱帶叢林、茫茫林海雪原的高寒地帶,都能夠生存,能夠及時求救和自救。
體能訓(xùn)練
航天員為了迎接嚴(yán)酷的太空環(huán)境的挑戰(zhàn)以及在地球上漫長而繁重的訓(xùn)練,必須保持原來健壯的體格,光有健康的身體還不夠,必須通過體能訓(xùn)練,使之適應(yīng)對宇宙和飛船的特殊環(huán)境因素,提高其耐受力。
體能訓(xùn)練貫穿載人航天的全過程,每天要進(jìn)行1至2小時的體質(zhì)鍛煉。
鍛煉的科目具有多樣性:以耐力為主的長跑、游泳、爬山等;以力量為主的負(fù)重、仰臥起坐等;以靈活性為主的體操、固定滾輪、旋梯、彈性跳躍網(wǎng)、秋千、轉(zhuǎn)椅、浪木等以及鍛煉心肺功能的跑臺,自行車功量計(jì)等有針對性的運(yùn)動。
特因耐力與適應(yīng)性訓(xùn)練:這項(xiàng)訓(xùn)練是航天員訓(xùn)練的重頭戲,它包括超重訓(xùn)練、前庭功能訓(xùn)練、低壓缺氧、高/低溫、振動和噪聲環(huán)境訓(xùn)練等。
超重耐力訓(xùn)練
火箭起飛時,航天員將會遇到806gs的加速度(S為秒),這樣大的加速度,人體無論如何是耐受不了的。
工程上把它分解,采用三級運(yùn)載火箭,使得每級不超過5g,每級持續(xù)時間100s至200s左右,飛船返回時,重力加速度為5至9g,持續(xù)200s左右,而人的耐受限度,縱向3至4g;橫向(從胸到背方向)可達(dá)7至8g,持續(xù)時間可到30s。這就是我們在電視畫面上看到的楊利偉在飛船座艙中是仰臥位。
只有這種姿勢才能保證航天員在飛船起飛和返回過程中是安全的,使之處于頭腦清醒的狀態(tài)。超重耐力是通過人在離心機(jī)上周期性的訓(xùn)練和適應(yīng)而獲得的。
失重訓(xùn)練
飛船在軌道飛行期間,處于微重力環(huán)境下,由于失重,身輕如燕,航天員和其他物品如不被束縛,就飄來飄去,雖然看上去很好玩,但會感到有點(diǎn)頭暈?zāi)X漲,操作不便,甚至有時定向能力發(fā)生困難。
這樣,就很難在太空生活、工作和執(zhí)行特殊的飛行任務(wù)。因此,必須在地球重力環(huán)境下,制造失重環(huán)境,加大失重適應(yīng)性的訓(xùn)練。失重環(huán)境是靠高性能失重飛機(jī)飛拋物線獲得的。每作一次拋物線飛行可獲得20s至30s失重時間,多次連續(xù)拋物線飛行,在飛機(jī)作一次起降飛行時間內(nèi)累計(jì)可獲得5至20min的失重時間。
航天員在失重訓(xùn)練中熟悉失重環(huán)境,體驗(yàn)飄浮感覺以及人體的某些其他感覺,消除對失重狀態(tài)的恐懼感。在失重條件下,訓(xùn)練穿脫航天服、行走、移重物、進(jìn)食、飲水并進(jìn)行書寫練習(xí)等。
前庭功能訓(xùn)練
普通人在地球上乘車、船時,還有暈車、暈船和暈機(jī)的,更不要說太空環(huán)境了。
國外,遨游太空的航天員,差不多有40%的人曾發(fā)生航天運(yùn)動病,出現(xiàn)頭暈、惡心、出虛汗等癥狀,工作效率低下。前庭功能訓(xùn)練分主動訓(xùn)練和被動訓(xùn)練兩種。主動訓(xùn)練是若干體育運(yùn)動項(xiàng)目,如徒手操、跳彈跳網(wǎng)、滑雪、滑冰、沖浪、旋梯、滾輪等運(yùn)動項(xiàng)目。這些運(yùn)動項(xiàng)目在提高航天員身體素質(zhì)的基礎(chǔ)上,鍛煉前庭器官感受器和運(yùn)動系統(tǒng)。
通過系統(tǒng)訓(xùn)練,平衡功能可以提高一半以上,訓(xùn)練效果可保持半年左右。被動訓(xùn)練是用秋千、轉(zhuǎn)椅、離心機(jī)、飛機(jī)等產(chǎn)生角加速度、線性加速度以及“科里奧利”加速度,反復(fù)刺激前庭器官,提高人體對運(yùn)動刺激的耐受性,使之在接受刺激時,不會發(fā)生眩暈和錯覺癥狀。
低壓缺氧耐力訓(xùn)練
讓航天員在低壓艙內(nèi)穿或不穿航天服,生活、工作、適應(yīng)和操作,并讓航天員呼吸低氧和高于正常濃度的二氧化碳。
讓他們熟悉和體驗(yàn)這種環(huán)境,以便在實(shí)際航行中,一旦因座艙環(huán)境失調(diào),氧氣供應(yīng)不足,二氧化碳濃度高于允許范圍,甚至艙內(nèi)壓力泄漏的應(yīng)激狀況下,不致驚慌失措,能夠準(zhǔn)確地作出判斷,穿好航天服,精確地進(jìn)行操作。
噪聲與振動環(huán)境訓(xùn)練
飛船在發(fā)射升空和返回時都會產(chǎn)生一定強(qiáng)度的噪聲和振動。
在發(fā)射時,艙內(nèi)噪聲可達(dá)125分貝左右。這樣強(qiáng)度的噪聲會對人的聽力造成較嚴(yán)重的損害?⒂跋焱ɑ靶ЧU穸岫勻說牟僮韃跋臁7紗詮斕婪尚兄校肷駝穸嵊跋旌教煸鋇乃咝菹ⅰN聳購教煸痹詬咴肷駝穸跫履苷5牟僮鰲⒐ぷ骱退擼鞣澇肷幀⒍齲庀鈦盜吠ǔJ鞘視π院吞逖樾緣摹?
心理品質(zhì)訓(xùn)練
通常進(jìn)行表象訓(xùn)練、放松訓(xùn)練、心理訪談等。
其目的在于:
1.發(fā)展與強(qiáng)化航天員在極其嚴(yán)酷而復(fù)雜的太空環(huán)境中,完成航天任務(wù)所需的感覺、知覺、注意、表象、記憶、思維等心理品質(zhì)。
2.培養(yǎng)航天員勇敢、沉著、堅(jiān)定、頑強(qiáng)的個性特征,使之在高度緊張、危險、意外的緊急關(guān)頭,能消除過度緊張情緒,保持高度的心理穩(wěn)定性。
3.增強(qiáng)航天員心理上的承受力,即使在缺氧、減壓、加速度的條件下,能經(jīng)受意外沖擊以及能應(yīng)付環(huán)境突變的能力。
4.進(jìn)行思維敏捷性訓(xùn)練,提高應(yīng)變思維能力。
心理訓(xùn)練貫穿航天員訓(xùn)練的全過程,往往與其他訓(xùn)練項(xiàng)目交織在一起。
如飛行訓(xùn)練、跳傘訓(xùn)練,在完成專業(yè)技能訓(xùn)練之外,克服緊張、焦慮、慌亂、恐懼情緒等達(dá)到心理訓(xùn)練的目的,也通過適當(dāng)?shù)奈捏w活動轉(zhuǎn)移注意,利用生物反饋方法進(jìn)行自我放松訓(xùn)練,達(dá)到迅速消除疲勞和緊張情緒,保持和恢復(fù)正常精力。
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