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    神舟巡天备忘录•航天员训练篇

    行测控等七大类10多门课程。他们白天上课,晚上做作业、消化所学内容,这段时间他们12点前很少休息,节假日也加班加点。 

      为提高英语水平,有的航天员经常抽空到航天城英语角练习口语,在家请妻子帮助听写英语单词,和女儿练习对话,去杭州疗养也带上英语单词。聂海胜是农村长大的孩子,过去农村小学是不开外语课的,直到他高中毕业那一年才开外语课,英语基础很差。聂海胜学习英语非常吃力,用的完全是一套笨办法。他先一个单词、一个单词地查读音,再把意思翻译出来,用中文标在下面,这样一句一句地磨。 

      开设星空识别课程期间,一位教员深夜路过航天员宿舍,发现几名航天员不约而同地站在窗台旁边数星星。一名航天员为了学好高等数学,虚心向战友学习、积极向教员求教。自己不能上街,专门嘱咐妻子到书店买资料。 

      另一名航天员为学好自动控制理论,不惜打长途电话向在大学任教的亲戚求教,一个月下来,电话费就花了四百元——— 

      学习结束后,全体航天员门门功课都达到良好以上。 

      航天技能难度大,他们迎难而上、一项一项攻关。完成从飞行员到航天员的转变要通过8大类58项专业技能训练。仅航天环境适应性训练,就进行了10次+Gx、7次+Gz超重耐力适应性训练及2次飞船上升和返回过载曲线体验、8次前庭功能训练、1次失重飞机飞行训练、1次跳伞训练、1次航空飞行训练和飞船着陆冲击体验和低压缺氧训练。大部分训练项目都是对人体承受极限的挑战。 

      超重耐力适应性训练,飞行员仅要求做到最大5倍重力加速度,且持续时间仅为2到3秒。航天员训练要做到8倍重力加速度,持续时间达40秒之久,训练中,肌肉严重变形,呲牙咧嘴流眼泪。离心机训练是航天员提高超重耐力的有效形式,能使人承受相当于自身重量几十倍的压力,许多人在公园玩过山车,几圈下来,就不知东南西北,有的面色苍白,头晕呕吐,而航天员进行离心机训练的强度却比这大七八倍。 

      飞船模拟器训练是在地面等比例真实模拟飞船内环境,对航天员进行航天飞行程序及操作训练的最为重要的航天专业技术训练场所。人们常说,台上一分钟台下十年功。飞船从发射升空进入轨道,再调姿返回地球,持续时间几十个小时甚至上百个小时,飞行程序指令上千条,担任动作几十种;舱内的仪表盘红蓝指示灯密密麻麻,各种线路纵横交错,各种设施星罗棋布。要熟悉和掌握它们,并能进行各种操作和排除故障,在飞船中训练,显然不现实,只有靠在模拟器这个“仿真”飞船中进行反复演练。每次训练,他们的眼睛总是那么亮,各项检查总是那么细致,每个动作总是那么到位,他们以自己严肃认真的态度、熟练的技术赢得了技术人员的称赞。在最后阶段的专业技术考核中,教员为他们设置了许许多多的故障陷阱,他们都能很快发现,进行排除。 

      跳伞训练,8天时间,他们完成了空降兵一个月的训练内容; 

      低压缺氧训练,按照相当于每秒15米的速度迅速提升到5000米的高空,在氧气稀薄的情况下持续30分钟,耳鸣脑涨出虚汗,血压下降; 

      血液重新分布适应性训练,连续多天保持负15度卧姿,不允许改变姿态; 

      72小时隔离舱抗疲劳、抗寂寞训练,航天员在与外界完全隔绝的狭小空间内,独自一人72小时不能休息,并完成指定的作业; 

      转椅试验,要固定在转椅上,以每秒一圈的速度,持续15分钟,而且生理指标要正常——— 

      为达到要求,他们一遍一遍反复攻关,一次又一次向自己的承受极限冲刺。全体航天员均通过了所有训练科目的考核,并取得了优良成绩,训练达到了预期目标。 

      心理和体质训练,是贯穿航天员训练全过程的重要内容。航天员都是我国优秀的飞行员,有着良好的心理和身体素质。但作为航天员,在心理承受能力和体重、耐力、速度、灵活性、柔韧性、肌力等方面有着更高的标准和要求。几年来,他们坚持每周3次、每次2小时严格训练从不间断。在此基础上,每个航天员还根据自己的身体状况,自觉增加训练内容、延长训练时间。航天员有严格的体重标准,绝对不允许成为“胖子”。为控制体重,他们自加压力,每天坚持跑5000米。为提高心理承受能力,他们苦练呼吸放松法、肌肉渐近放松法、快速减压放松法等,练就了良好的心理和过硬的身体素质,全部具备了执行任务的能力。 

      在首次载人航天飞行任务中,杨利伟、翟志刚、聂海胜被当选为首飞梯队;在神舟6号任务中,费俊龙、聂海胜等6名航天员被选为飞行乘组梯队。杨利伟和费俊龙、聂海胜组成的梯队的3名航天员,以良好的身体心理素质、过硬的专业技能、坚定的信念和顽强的毅力,圆满完成了飞行任务,为中国的载人航天事业谱写了绚丽夺目的光辉篇章。 

      飞天摇篮 

      航天员系统负责航天员的选拔、训练,对航天员进行医学监督和医学保障,研制航天员的个人装备和飞行过程中对航天员进行医学监督、数据传输的有关设备,对飞船的工程设计提出医学要求。另外,航天员系统还要负责航天员的环境控制,其环控生保分系统要给航天员创造一个适于生活、工作的大气环境。 

      可以说,最具载人航天特色的重大任务,历史性地落在了中国航天员中心的肩上。 

      中心组建于1968年,坐落在风景秀丽的京密运河之畔、颐和园旁。这是我国唯一从事载人航天领域中有关航天医学和航天环境控制与生命保障技术研究,以及相关产品研制的综合性研究所,是我国的航天员选拔与训练的基地,也是展示中国航天大国形象的重要窗口。 

      上世纪七十年代,中国悄悄酝酿着载人航天计划,准备建造宇宙飞船,并计划在1973年发射升空,尚未问世的飞船被取名为“曙光一号”。这是一项前所未有的事业。在这项工程中,北京航天医学工程研究所主要承担载人航天领域中,与人(航天员)相关的医学和工程的研究及研制工作,其中,包括航天员的选拔训练、医监医保和飞船环境控制与生命保障技术等。在俄罗斯、美国等航天大国,航天员选拔训练、航天特因生理研究和相关产品研制,分属于不同的单位。但中国却探索了一条符合中国国情的特色发展道路,即坚持医学和工程相结合,航天员选拔训练、航天特因生理研究和相关产品研制由中国航天员中心这一个单位来完成。 

      虽然当时的技术基础十分薄弱,工作条件十分艰苦,但这批中国载人航天的先行者,肩负着神圣使命,满怀-地开始了向太空的庄严进军。他们综合苏美飞船的有关情况,提出了一批具有中国特色的科研课题进行攻关。如飞船的供气方式,美国阿波罗飞船采用的是三分之一大气压的纯氧,前苏联联盟号飞船采用的是1个大气压的氮氧混合物。美国的纯氧方式,虽然轻便易行,但安全性差,阿波罗号飞船飞行中一次船毁人亡事故,就是由纯氧-造成的。前苏联的氮氧混合方式,虽然安全可靠,但需要有辅助设施实现,成本高、工艺复杂。他们采用的供气方式,恰恰综合了美苏的优点,后来获得了国家科技进步一等奖。 

      选训航天员的工作则由空军和北京航天医学工程研究所共同负责。选拔小组在研究了美国、苏联选拔航天员的经验后,决定从现有的空军歼击机飞行员中选拔航天员。1000多名歼击机飞行员被“过筛子”,初选出80多名飞行员,集中到北京进行载人航天方面的特殊检查,最后只留下来十几个,准备接受航天员训练。 

      那是一个热情大于一切的年代,人们执着地以为,任何困难都可以通过努力来战胜。然而,由于-、经济、技术等诸方面的原因,载人飞船工程“曙光”刚刚出现,就不得不中断。1975年3月,工程正式下马。 

      但中国航天人的梦想并没有破灭。北京航天医学工程研究所的科研人员在此后的日子里,甘居寂寞,执著地继续着自己的事业,默默地积蓄着力量。他们相信,中国载人航天事业的春天一定会到来。 

      20世纪80年代后期,研究所承担了JB-IA卫星压控系统和资源卫星遥控指令地面测试设备研制;研制了CBS-1卫星搭载生物舱系统,实现了我国首次哺乳动物空间飞行实验。 

      国家863计划启动后,他们又承担了载人航天器环控生保及医学防护技术的预研工作。针对短期和中、长期载人航天先后开展了非再生式环控生保和再生式环控生保的关键技术预研。 

      经过30多年的建设,航天医学工程研究所继美国、俄罗斯之后,成为中国第一个大型航天员训练中心,配备有国际一流的设备,拥有一整套为开展航天医学工程研究的地面模拟设备和设施,主要有载人离心机、飞船内环境模拟舱、低压变温舱、应急生保舱、天像仪、冲击塔、人用多功能转椅和电动秋千等,并成功研制了超重设备、航天服试验舱、飞行训练模拟器等大型设备,为航天员的选拔培养奠定了雄厚的物质技术基础。 

      面对繁重的历史任务,面对党中央、中央军委和全国人民的重托,中国航天员中心官兵勇往直前、知难而进,谱写了一曲曲从胜利走向胜利的动人凯歌。 

      我是神舟 

      在1992年开始研制载人飞船之前,我国“863”高技术航天领域的专家们曾为研制哪种运输器这个问题进行了几年的研究,对从研制飞船起步和越过载人飞船直接发展航天飞机的多种技术方案进行了充分的论证。载人飞船是一种乘载人员较少(一般3人以下),在太空作短期(几天至十几天)运行,然后返回地面的一次性使用航天器。 

      航天飞机是一种兼有航天与运载双重功能的载人航天器,它能自行起飞和升空,进入轨道运行,任务结束后返回地面,在机场上水平着陆,经过整修可再次发射上天。航天飞机是当前惟一可以部分重复使用的航天器、运载器。 

      这两种载人航天器的用途各有侧重,在技术难度上也有较大差别。航天飞机结构复杂,功能齐全,代表着当代航天技术的领先水平。载人飞船相对来说复杂程度低一些。所以,从载人航天发展的历史看,前苏联和美国都是从载人飞船起步的。 

      对此,一部分专家认为,中国可以借鉴国外的技术和经验,采取跨越式发展,越过载人飞船,直接发展航天飞机。 

      另一部分专家则认为,载人航天对安全性和可靠性要求极高,航天飞机技术虽先进但难度很大。例如,航天飞机因外形和结构都比较复杂,为了保证它在大气层飞行时的稳定性及研究再入大气层时受到的严重动力加热问题,需要在高速风洞中完成数万小时的空气动力试验,要建造航天飞机还需要专门研制能多次点火工作的火箭发动机等。这些方面我们基础还很差。此外,研制航天飞机所需投资也太大,相比之下,载人飞船再入时产生的气动力和气动加热问题,可以在成功的返回式卫星的基础上加以解决。飞船中的许多功能分系统及设备可以较多地继承卫星的成熟技术和研制经验。为稳妥起见,应循序渐进,从飞船起步。 

      最后,根据我国的国情、国力,遵照“有所为,有所不为”和“有限目标,突出重点”的“863”高技术研究发展指导思想,专家们一致同意从飞船起步。同时,考虑到我国运载火箭和应用卫星方面已拥有相当坚实的技术基础和丰富的研制经验,以及有可能借鉴国外研制载人飞船的经验,最终决定一步到位,越过单舱式载人飞船,直接上三舱飞船。他们还为飞船起了一个有中国特色而且非常动听的名字———神舟号。 

      神舟作为我国的第一代载人飞船,起点很高。前苏联第一代飞船是单人双舱式飞船,美国的水星号是单人单舱式飞船,而神舟号是三舱式飞船,可乘坐2—3名航天员。10月15日,在神舟六号飞行中,费俊龙、聂海胜相继离开座椅进入轨道舱,并在那里开展科学实验活动。 

      神舟号飞船还有一个显著的特征,当返回舱返回后,轨道舱依然留在轨道上,像卫星一样自主地工作,充分发挥“余热”。 

      为了对飞船提供的航天员生活工作环境进行更加逼真的考核,我国率先在神舟三号和神舟四号试验飞船上配置了“模拟人”。它们能定量模拟人在太空中的重要生理参数,如脉搏、血压、呼吸等。以“模拟人”取代动物,在船内检验飞船的载人功能,是神舟号飞船研制的又一中国特色。 

      在人类早期载人航天实验时,搞了一些动物实验。但我国的科技专家认为,飞船舱内的人工环境是靠飞船的环境控制和生命保障系统来创造的,证明舱内的这些系统是否能够满足载人的需要,不能靠动物试验,因为动物的体形较小、代谢率较低,与人差别很大。再者,动物到了一个新的环境可能生病,甚至可能因病导致死亡,这到底是飞船环境的问题,还是动物本身的问题,都难以验证。所以,我国神舟号飞船没有进行搭载动物试验,而是进行拟人装置试验,这种选择当然更科学、更合理。 

      神舟号飞船的降落伞是世界上最大的降落伞之一,足有1200平方米。该系统通过引导伞、减速伞使返回舱的速度从200米/秒降至约80米/秒,然后减速伞与主伞分离;主伞打开后,能把返回舱速度减至6米/秒。从伞顶拎起,伞衣有30多米长,加上伞绳,一副降落伞几乎有80米长,整个铺在地上有小半个足球场大小。别看如此巨伞可叠起来却只有一个大包大小,重量仅90多千克。 

      由此可见,神舟号飞船别具一格,技术先进。今后,它将主要承担空间实验室和空间站的运输任务,成为天地往返的运输大动脉。 

      ■链接 

      神舟号飞船由轨道舱(也叫工作舱)、返回舱(又称座舱)、推进舱(或叫服务舱,设备舱,仪器舱)和一附加段组成,其中载人的轨道舱和返回舱可谓“一室一厅”。作为“一室”的返回舱是航天员在发射、返回和驾驶飞船时呆的地方,作为“一厅”的轨道舱则是航天员工作和休息的场所。神舟六号因为没有交会对接任务,取消了附加段。 

      轨道舱是航天员在轨飞行期间生活、试验和装货的地方,外形为两端带锥角的圆柱形。它位于返回舱前面,可增加航天员的活动空间。它里面装有各种试验设备和实验仪器,可进行对地观测。后端底部与返回舱相连,并设有一个舱门,与返回舱相通,供航天员进出用。轨道舱外面装有可收放的大型太阳能电池翼、太阳敏感器、各种天线和对接机构。 

      返回舱外形为大钝头倒锥体的钟形,位于飞船中部,是载人飞船发射和返回过程中航天员乘坐的舱段,也是飞船的控制中心。舱内设置了可供3名航天员斜躺的座椅,设有仪表盘、控制手柄和光学瞄准镜,还装有照明灯和通信设备等必需的生活设施。它为密闭结构,内部有环境控制系统,以保证舱内充满一个大气压力的氮氧混合气体,并将湿度和温度调节到适宜人体的范围。它的前端有舱门,供航天员进出轨道舱使用。神舟号的返回舱容积是世界上已有的近地轨道飞船中最大的一个。 

      推进舱也是圆柱体。它紧接在轨道舱后面,通常安装推进系统、电源、气瓶和水箱等设备,起保障和服务作用,为飞船提供动力,进行姿态控制,变轨和制动,两侧装有20多平方米的主太阳能电池翼。 

      飞船顶部还有一个高8米的逃逸救生塔。它装有10台发动机。在发射飞船的火箭起飞前900秒到起飞后160秒(0—110千米)期间,如果箭船发生故障,它能拽着返回舱和轨道舱与火箭分离,并落到安全地带,使船上的航天员转危为安。 


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