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第10章 世界各国对航天的探索(6)

(1)挑剔的选拔

载人飞船是有人驾驶的空间飞行器,由于飞船的发射、运行以及返回过程中特有的环境条件的复杂性、严酷性,还有飞船本身技术的复杂性以及出现故障的可能性和危险性,这些都决定了飞船驾驶员——宇航员不是一般人可以胜任的。

宇航员首先要能适应火箭飞行过程和太空生活中的各种恶劣条件,其次还要完成各项航天飞行任务,所以宇航员的选拔和训练都是极其严格的,甚至用苛刻和严酷来形容也一点儿都不过分。宇航员都是从工作性质较接近的歼击机驾驶员中选拔的那些身体素质和心理素质均好,训练有素并具有相当飞行经验,而且愿为航天事业献身的人。

各国航天界对宇航员的选拔都是极其重视的,选拔宇航员是一个复杂的过程,被选上进行训练的人员也不一定都能成为真正的宇航员,所以说选拔上的人员只能叫预备宇航员或试验宇航员。要成为预备宇航员或试验宇航员还要过下面的几关:

首先是身体和心理素质的要求,要进行临床及住院的检查,生理学和心理学的检查。宇航员必须具备有健康的体魄、敏锐的思维和坚毅的性格。

鉴于太空生存的特殊要求,备选的宇航员必须进行详尽的医务检查。首先从研究所有病历资料做起,然后化验血液、尿和大便,接着进行心电、胸电冲击图检查,还要对胸腔、大肠、鼻旁窦、脊柱腰骶部位、胃、食管和牙齿的X光照片进行研究,另外,对眼科、前庭功能、心血管系统、肺活量等进行的一系列检查也是必不可少的。在以上提及的身体条件中尤以心血管、中枢神经系统最为重要。

由于航天活动的特殊性,还要求宇航员必须具备优良的心理素质,包括他们的个性心理、性格气质、智商水平和工作效率等方面的内容;考核他们在特殊环境下的适应能力、应急能力和耐力也是选拔宇航员必不可少的一项内容。备选的宇航员必须进行超重耐力、立位耐力、高低温耐力、最大体力负荷耐力实验,以及噪声、振动实验和完全隔绝的孤独实验。

其次,作为被选拔的宇航员,对他们的阅历、知识水平和知识结构方面的要求也是很高的。他们起码应有不低于大学的文化程度并且能够适应航天环境,可以迅速掌握好航天飞行器的操作。从以上可以看出,选拔出一个合格的预备宇航员是非常不容易的,“千军易得,一将难求”,这些人都是从无数候选者中千挑万选出来的,从各方面来讲都是人群中的佼佼者。

选拔固然不易,训练更是艰苦。在被选拔出的预备宇航员中,经过以后艰苦严格的训练、观察、测试检查,不断有人被淘汰,只有完全达到宇航员条件的人才能做正式的宇航员。

(2)艰苦的训练

那些刚刚入选的预备宇航员,在刚刚感到喜悦的同时,艰苦、枯燥甚至是苛刻的训练生活就开始了。

我们常人很难想象得到,一艘飞船有多少系统,每个系统有多少设备,每个设备又有多少个操作按钮,然而宇航员要一一地了解它,并且掌握它;我们同样不能想象,从火箭起飞到太空飞行,一直到返回舱安全降落地面,这其中要经历多少极其复杂而且与地面完全不同的过程,其中许多是人们在地面上做梦也想不到的,而宇航员要了解它、感受它,还要掌握它;同时,宇航员的太空之旅不是普通乘客的观光旅游,他们是去工作,要完成复杂的太空作业,他们必须掌握相关的所有知识。

由此我们可以想象得出,为了完成这么多的任务,宇航员要学习、掌握多少的新知识、新理论,要经受多少在地面上创造的严酷条件的考验。

对于宇航员的训练可以分为一般训练和专门训练:

一般训练包括了各种科学技术知识的理论学习,包括了天文学、地质学、大气物理学、机械、电子、测控、飞行力学、气象学、制导导航理论、计算机理论、火箭技术基础和航天医学生物学等;还要学习和熟练掌握飞船的总体设计情况,包括飞船的各系统组成、系统的工作原理、可能的故障模式和采取的对策;在飞船的生产安装过程中,还要观看飞船的生产情况、设备结构和飞船的安装情况等。

一般训练还包括体能的训练。如身体素质、忍耐能力和生存能力等方面的训练。

首先是体质训练。一般有大家都比较熟悉的早操、球类、田径、登山、游泳和体育比赛等。这项训练是在医务人员的监督下进行的,目的是增强体质,提高机体对各种应急因素的耐力。其中登山运动最为有益,它不仅能训练宇航员的体质,还可向宇航员提供低气压和氧分压、空气温度和湿度急剧变化及紫外线、红外线辐射的条件,以提高机体对特殊因素作用的稳定性。

其次是飞行训练和航天模拟训练。在航天过程中有许多对人类影响重大的外界因素,主要有飞船上升阶段和下降阶段的超重、震动和噪声,以及轨道飞行阶段的失重、真空、辐射和悬殊的温差变化。为了使宇航员熟悉和适应这些独特的环境状况,人们在地面上建立了一系列的模拟设备,例如大型离心机、失重飞机、震动台、噪声模拟器、变温舱、变压舱、辐射室等等。宇航员要在专门的设备上进行超重、失重、低气压、高低温度交变、振动、噪声、冲击、寂寞隔绝环境下的针对训练。

在航天生活中最常见到而且必须长期忍受的就是失重了,这也是宇航员生活与正常人生活最不同的地方,必须重点训练。在基础训练中和专门训练中都将重点进行,我们将在介绍专门训练时详细介绍失重训练的具体情况。

另外,经常的飞行训练可以保持宇航员的飞行技术,还可以进一步提高宇航员在可能的失误情况下迅速做出判断和反应的能力。

除以上训练外,还要进行必要的救生训练。为了训练宇航员在着陆后的自救能力,要进行热带、沙漠以及海上的紧急着陆训练。先以授课的形式讲解生存概念,各种环境条件特征和要素,然后进行生存方法的示范练习,最后每种情况至少进行一周的训练,内容包括:在无人营救的情况下,如何出舱、如何呼救、无线电联系、定向,甚至觅食、搭帐篷等一系列保证生存的工作。

专门训练是针对特定的飞船在发射前1年的训练。在专门训练之前,宇航员对飞船的有关知识已经掌握很多了。这时要对他们进行基本操作知识、操作技能和操作程序的训练,还有宇航员分组配合工作的训练,以及航天生活方式的训练。通过这种训练,使宇航员能够掌握飞行计划,并熟练地操控飞船完成预定的任务,很好地在太空中生存。

这时宇航员要在专门的飞船模拟器中进行训练,美国的休斯敦载人航天中心、俄罗斯加加林宇航中心都有完备的训练模拟器。模拟器可以完全模拟飞船的各个系统设备的工作情况,模拟飞船的发射、运行、交会对接、返回制动以及返回地球时的各种过程和现象,使宇航员就像进行真实飞行一样,完成一次完整的飞行,做应该做或可能做的各种工作。

除此之外,模拟器还可以根据对飞船的故障分析,模拟数百种故障。这种有意造成的故障,可以训练宇航员的分析判断、排除故障的能力及应变能力。经过这样的训练,宇航员在真正航天飞行过程中遇到故障也可以较好地完成任务,不至于手忙脚乱了。

宇航员还要再次接受飞行中可能受到的环境训练,例如飞船的热真空试验。这项试验是在特制的可以抽成真空的容器内进行,宇航员进入被放在真空模拟器中的飞船内工作,进行试验,模拟高真空和温度交变条件下的环境。

宇航员在太空中遇到的最普通又最长期的特殊情况就是失重了,为此宇航员必须接受严格的失重训练,并在起飞前再次接受这方面的长期培训。

为了在地面上能够形成模拟空间失重情况,人们想了许多办法。开始时是采用飞机的抛物线飞行造成失重环境,但是这种办法只能产生30秒钟的失重状态,后来又采用了落塔式、落管式等方法,但这些方法最多只能产生几分钟的失重环境。而宇航员在太空中要长期处于失重状态,为了训练宇航员对失重状态的适应能力,就必须创造长时间的失重环境,使宇航员达到在这种环境下训练的目的。为此,美国人在马歇尔空间中心研制了大型中性浮力水槽试验装置。

简单地说,这个装置就是一个盛有特殊制备用水的大型水槽,直径有23米,深12米。将受试物如飞船放入水中,利用水的浮力作用使它成为中性漂浮物,用以模拟零重力条件。让被训练的宇航员穿上宇航服,并在宇航服上经过适当的配重,使他呈现失重状态,就可以进行长时间的模拟训练了。

航天模拟训练除了技术性的训练还包括航天生活方式的训练。航天生活的衣食住行与地面上的生活截然不同,在宇航员进入太空前必须在人工大气的条件下、采用特殊作息制度生活一段时间,还必须学会太空食品的食用方法、在太空中穿衣睡觉等实际生活训练。

经过以上的选拔和训练中的淘汰,剩下的完全达到宇航员条件的人才能成为真正的宇航员,他们不仅要完全符合各方面的严格要求,而且鉴于太空飞行有极大的危险性,他们还要具有勇敢的献身精神,可以说他们都是太空探测的勇士。正是由于他们拥有勇敢的献身精神和勇于探索的能力,才使得人类的载人航天技术取得了辉煌的进步,他们为人类征服宇宙,探索空间做出了巨大的贡献。

(3)训练中的危险

宇航员的训练不仅艰苦、苛刻,而且有时候还要面临极度的危险,甚至面临死亡。

1967年1月27日,预计担任首次载人飞行的“阿波罗4”号飞船在美国的肯尼迪飞行中心进行地面试验,就在即将发射之际,指令舱内突然燃起了熊熊大火,顷刻之间,飞船就被淹没在了一片火海中,整个座舱内充满了火焰和浓烟,飞船中的3名宇航员只来得及说了一句“救救我们”,就没有了声息。

由于当时的舱门不能迅速打开,虽然地面人员迅速冲过去抢救了,但是为时已晚,3名宇航员已经都被活活地烧死了。

这3名宇航员是海军少校罗杰·查非、空军中校爱德华·怀特以及已经参加过两次航天活动的空军中校格里索姆。

经事后的调查,这次事故是由于电器线路的短路,造成了电火花,引燃了座舱造成的。

这次惨剧发生之后,美国宇航局对载人飞船的结构做了比较大的改革,安装了可以在2~3秒钟之内迅速打开的活动舱门以代替以前需用90秒钟才可以打开的旧舱门;用金属包皮代替了以前的聚四氟乙烯包皮;用不锈钢导管代替了以前的铝制导管;最重要的一点是后来的座舱中开始冲灌类似于地面空气成分的气体,以代替以前的纯氧。这些改革措施大大加强了宇航员在飞船起飞时的安全性。

“阿波罗4”号的事故使美国的“阿波罗”号第一次载人航天飞行推迟了1年多的时间,直到1967年10月,美国的“阿波罗7”号才正式载人飞入了太空。

为了纪念这3位在航天事业英勇献身的宇航员,1971年8月“阿波罗15”号登月飞船的登月舱登上月球的时候,踏上月球表面的两名宇航员所做的第一件事就是将查非、怀特和格里索姆的骨灰撒在了月球的土地上。他们生前没有完成自己的心愿,死后就让他们融入这片魂牵梦绕的土地吧!

“阿波罗15”号的宇航员撒下怀特等骨灰的同时,还在月面上安放了一块金属牌,牌上刻着到那时为止包括前苏联的所有为人类的航天事业献身的宇航员们的姓名,人类将永远不会忘记这些勇于探险的先驱们。

宇航员们就是要通过如此艰苦乃至要献出自己生命的训练,才可能成为一名正式的宇航员,才有了进入太空的资格。然而要真正拿到太空的通行证,要想成为一名真正的征服太空的勇士,光凭上述这些还不够,因为即使成为了正式宇航员也不一定意味着可以真正踏入宇宙,他们还必须经过最后一关——上天前的选择。

(4)最后的选择

前苏联的宇航员加加林是世界上第一个离开地球进入太空的人,实在可以说是一个幸运儿。那么是不是每一个正式的宇航员都有进入太空的幸运呢?当然不是的。

为了保证载人航天任务的顺利实施,一般在确定宇航员时要准备几组人选,起码要有两组备份,即候补宇航员。据说加加林当年也不过是一个候补宇航员,他的步人太空还具有一定的戏剧性呢!

因为前苏联的“东方”号飞船决定一次只上一个人,所以一组人中共有3名人选,而加加林是第三名,即最后一名。巧合的是第一名宇航员可能是精神紧张,晚上没有休息好,在第二天即将发射前,做最后的身体检查时,发现其血压不正常,心律也不佳,他就被淘汰了,决定换第二名人选上。更巧的是,第二名宇航员可能心里一直在紧张,“万一第一个人不行,马上就轮到我了”,不由得多了几分期盼与兴奋,何况这事情又带有一定的危险性,心里不免又有些紧张和不安,所以一检查身体,也未达到飞行的条件,又被淘汰了。而加加林的心态与前两位就不太一样了。他认为前面有两位宇航员呢,他们都是从许多训练者中精选出来的,两人都不合格而轮到他的可能性不大。因此,他的心境平和,情绪放松,饮食休息十分自如,一经测量,一切正常,当时决定由他进舱,完成这一划时代的使命,加加林的名字也因此而载入史册。

通过上面的故事来看,我们可以说加加林是历史的幸运儿,由此我们也可以看出飞行前心理素质的重要性了。飞行前心态的调整就是进入太空前宇航员要过的最后一关。

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