第五章

宇航員的基礎性訓練

前蘇聯自稱基礎性訓練目的有三:一是增強宇航員對航天因素的機體耐力;二是使宇航員對載人飛行器座艙環境產生適應性;三是提高宇航員的航天知識和工作能力。

1身體素質鍛煉及訓練:因為被選上的宇航員都有第一流的身體素質,在訓練期間主要是要保持其基礎條件,加強日常的鍛煉和日程安排,所以在宇航員的訓練期間,其日常時間安排既要科學又要緊湊。前蘇聯所製定的基礎訓練日常安排是這樣的:每天早晨體操20~40分鍾;每天體質鍛煉時間不低於3~4小時,包括集體運動或競賽等;每周有3~5次基礎知識和航天知識課程,每次2小時。此外在某個宇航員值勤或正常休假時也有一定的體質鍛煉的安排,以保持體力。

前蘇聯宇航員的體質訓練的項目是多樣化的,但著重於體操和體力活動。其中包括節律性活動(定時定動作的規律性運動)和非節律性運動,如行軍、跑步及各類球賽、遊泳、爬山、滑雪、跳傘等運動項目。在體質訓練中也經常使用體育運動器械,如伏虎(按一個水平旋轉)、翻筋鬥器具(按兩個不同方向的平麵旋轉)、彈性跳躍網、木馬、秋千和單雙杆等設備和室內全套身體鍛煉設備等。

在訓練方法上分別不同情況有集體活動和個人單個訓練兩種,個人訓練主要是針對某個具體被訓對象的特點、水平和差異情況進行的訓練項目,使其具備全麵合格的身體素質,共同完成訓練計劃。

2基礎理論及有關航天知識的學習和訓練:前蘇聯宇航員在訓練期間,要按計劃進行航天技術及其它有關理論學習,這些課程包括航天所需要的有關宇宙、大氣、天文、天象、氣象、地球物理、空氣動力學、飛行動力學、火箭及載人航天器設計原理、載人航天器係統和部件結構、導航及控製、通訊、遙測、遙控、數學及計算機等方麵的理論知識。在學習方式上,除講課外還進行參觀和實習活動。航天駕駛員、飛行專家要參觀或參加所要進行飛行的載人航天器型號的設計及各係統、部件的研製過程,科學家宇航員要參加有關專業的實驗設計及地麵實驗過程。

其它基礎理論知識,主要是醫學、生理學、心理學、生物學和醫務監護知識以及必要的醫護操作技術知識。

3飛行技術訓練:雖然前蘇聯前幾批宇航員的選拔都是從飛行員中選出的,但仍然要有飛行技術的基礎訓練項目。訓練是在高性能噴氣式飛機上進行的,目的是使受訓者進一步熟悉飛行技術,適應空中環境,提高對加速度(超重)、失重(飛機拋物線飛行時可有短時間失重現象)、噪音、振動、角速度或角加速度(對人體前庭器官有影響和刺激,易眩暈)、狹小飛行環境和密閉性供氧人工大氣環境等方麵的耐力。同時也培養和訓練駕駛員根據外方位物、儀表進行空中定位、動態操縱和控製飛行體的能力。

4航天環境技巧動作訓練:由於太空的失重環境,人的動作及起居住行都與地球上不同,而為適應這種環境就必須在地麵上進行某些動作的訓練。這種訓練是在模擬失重條件下進行的,如飲水、進食方式,穿戴航天服裝、頭盔麵罩的動作,書寫、閱讀、通訊及定向動作等。這是每個受訓者的基礎訓練項目。

美國宇航員的基礎訓練跟前蘇聯宇航員的基礎訓練大同小異,也包括基礎科學知識訓練身體訓練和一般飛刑,練。

雙子星座飛船的宇航員訓練大致分3個階段進行的一般性訓練,要進行6個月的科學知識學習,結合平時的身體素質鍛煉。按照雙子星座及阿波羅飛船的飛行計劃,這批宇航員要比水星號飛船宇航員所學的科學知識廣和深,如地質學、天文學、數學、飛行力學、基本的空氣動力學、火箭發動機、電子計算機、慣性係統、,導航技術、導航與控製、通訊技術、飛船控製係統及實驗室模擬技術、上層大氣及宇宙物理學、生理學、航天醫學生物學、飛行生理學和環境係統以及氣象學等等,總計學習時間不少於568小時。

凡是參加阿波羅計劃受訓的宇航員,都要安排6個月的科學技術知識的學習與訓練,其學習課程比雙子星座飛船宇航員學習的課程要少些,因為在選拔時就已注意到宇航員本身的知識水平。阿波羅計劃飛行的宇航員所要熟悉與掌握的科學知識主要有地質學、天文學、數學計算機、航天醫學、高空大氣和宇宙生理學、飛行動力學、氣象學、製導與導航、火箭發動機和通訊技術等。學習這些基礎課程主要是保證宇航員能完成阿波羅飛船的特殊航天任務,大多數課題是直接結合討論飛船各個係統的基本特征進行的。如阿波羅飛船的製導與導航等等。學習與訓練計劃安排每周平均有3個半天的時間,在這項基礎訓練的同時,也要進行航天特殊環境因素耐力訓練和救生訓練。為了使宇航員熟悉超重、失重、噪音、振動、高低溫、加壓服和座艙壓力變化等情況,並對這些特殊環境因素有適應性和忍耐力,要進行一定時間的模擬環境的試驗性訓練,以增強其適應性與耐力。阿波羅宇航員的救生訓練要比水星及雙子星座飛船宇航員訓練嚴一些。計劃規定要他們在熱帶地區、沙漠環境和水上各進行5天的特殊生存與救生訓練項目,訓練的目的是要使宇航員確信他們即使發生意外著陸,也會有能力生存到救援者到來之前,即生存到被營救時刻。每種訓練分三個部分,即生存概念課題,使宇航員相信無論到什麼地方或怎樣的惡劣環境都有生存的可能;第二是如何生存,即生存方式,例如訓練設計者要求被訓練的人員在沙漠、稠密的森林、海洋上進行生存訓練,自己製造蒸溜水,學習追捕和宰殺野生動物,並對其進行烹調,使它成為食物;第三是進行特殊環境生活的實際親身體驗。在水上訓練救生時一般和出艙訓練合並進行,但訓練時間要相對延長。

為了熟知阿波羅飛船的各個係統工程結構及原理,要求宇航員與工程設計人員及生產企業有關人員進行接觸,並在實際飛船上進行實驗工作,然後要求每個受訓宇航員作出飛船各個係統的報告,以考核其熟知程度。

航天特殊環境因素耐力訓練

這項訓練也可稱之為生物醫學訓練,其目的是要提高人體對航天過程中特殊環境因素的適應能力。這些因素可分為三類:一類是太空物理環境,如真空、失重和輻射、溫度交變等;一類是與載人航天器飛行動力有關的因素,如噪音、火箭衝擊力(超重)、角加速度和角速度因素(影響人體前庭功能);一類是載人航天器的狹小環境帶來的特殊因素,如孤獨和窄小的生活範圍、人工氣體、特殊食品和進食方式、生活時間節律的改變等等。

在載人航天中這三類都會遇到,但有的因素可用工程技術手段加以解決,對人體來說就不成為問題了,如真空、高低溫度、輻射因素等;有些可部分解決,如超重、噪音、振動和刺激前庭器官的角速度及角加速度因素等;有些隻能靠適應和鍛煉采提高耐力,如失重、部分超重和前庭刺激因素、人工大氣、狹小環境和生活節律改變等等。真正的訓練適應耐力就是指後一類和第二類的一部分。

1失重適應訓練:失重或者說低重力是航天環境中主要特殊因素之一,人體進入太空後受失重環境影響較大,雖然可飛來飛去身輕如燕,但總感覺頭暈腦脹,如不在地麵加強訓練和鍛煉,很難在太空生活和執行航天任務。這項訓練的目的就是使宇航員在航天前就體驗失重環境,借以提高對失重情況下的穩定性,鍛煉失重環境下生活和工作的適應性。

在這項訓練中,基本是采用兩種辦法,一是在“失重飛機”中訓練,一是在失重水池中訓練(長期臥床法不常用,隻是在研究失重或低動力條件下人體生理反應時才使用)。

所謂“失重飛機”就是使飛機進行搪物線式飛行,它可造成20~30秒鍾的失重環境。前已講過,在選拔中也使用這種方法,但那隻是一次性考驗,看被選者是否能適應這種短期失重條件。在訓練中就不是一次兩次地飛行了,要反複進行。為使宇航員適應與體驗失重環境,還要求在短期失重中做一些航天時要求的動作,如進食、取物,和其它宇航員一起做共同性動作。一般這個訓練項目反複進行30次左右後,被訓者初試時的紊亂感覺就可消失,就可相對自如地做要求動作。

另一種訓練方法是在一個大水池中進行。所謂“失重水池”也大小不等。小型水池隻能使宇航員體驗一下飄浮感覺,這並不是真正的失重,隻是一種類似失重的浮力感覺,這種訓練方法主要是要求宇航員在飄浮狀態下完成航天時所需要做的各種動作。