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中国航天员「课程表」！野外求生、高速旋转训练…

百家作者：广东共青团 2021-10-28 13:31:45

本文受权转载自“星球研究所”，id：xingqiuyanjiusuo

2021年10月16日凌晨

神舟十三号载人飞船发射升空

三名中国航天员进入太空

你是否想像过

飞在太空中的感受

当进入微重力环境

你可以自由漂浮

吃饭喝水都变得有趣

望向窗外便可饱览地球美景

但你是否知道

迄今为止只有不到600名人类进入过太空

他们经历过多少常人难以想象的训练和选拔

在旅途中要面临多少潜在的危险

甚至可能付出生命的代价

（1961年-2021年人类进入太空次数，制图@陈随/星球研究所）

▼

这篇文章

将向你展现成为一名中国航天员

入住空间站并返回的全过程

在这场旅程中

你将经历许多过去不知道的事

你将重新认识载人航天

也重新认识你自己

磨练

在上天之前

你只是芸芸众生中的一员

身处家人和朋友的环绕之中

热热闹闹，鸡毛蒜皮

（夜市上的人群，摄影师@蒋人可）

▼

要想成为一名航天员

你可以选择成为一名空军飞行员

或科研院所的航天飞行工程师

或科研单位的载荷专家

这里以空军飞行员为例

你要通过严苛的选拔

并经过几年至十几年艰苦的训练

达到数百小时以上的“驾龄”

成功处理过空中的紧急情况

才有可能通过最初的筛选

（空军飞行员训练，摄影师@空军在线）

▼

初选过后

还有好几轮训练和选拔

从身体、心理、综合素质等各个方面

对你进行全方位的考察和筛选

（2012年5月25日，北京，对航天员刘洋进行听力检查，摄影师@中国航天员中心）

▼

与你同行的人从上千

到只剩下几十人

淘汰比例高达100:1

现在

通过选拔的你们

组成航天员大队

进驻中国航天员科研训练中心

正式成为航天员的训练

才刚要开始

中国航天员的训练项目

共有8个大类，两百余个科目

仿佛一道通天的阶梯

每登上一级

你都将离太空更近一步

（航天员训练项目，制图@陈随/星球研究所）

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超重耐力适应性训练

将令你承受8倍于体重的压迫

同时还要做出预定动作、回答问题

你的肌肉会严重变形，甚至会呼吸困难

你可以选择按下按钮停止这一切

但还从没有人按过

（超重耐力适应性训练中的离心机训练，摄影师@中国载人航天，制图@陈随/星球研究所）

▼

在微重力环境下

眩晕感无处不在

这就需要前庭功能训练

你要蒙上眼睛

坐在一把高速旋转的座椅上

体验15分钟的天旋地转

最初接触这类训练时

呕吐是常事

（前庭功能训练中的旋转座椅训练，摄影师@中国载人航天）

▼

此外在太空中

身体中的血液会涌向脑部

你需要头部向下躺在一张床上

以适应这种血液的重新分布

（血液重新分布训练，摄影师@中国载人航天）

▼

除了身体素质训练

你还要接受心理训练和专业知识学习

天文学、空气动力学、发动机原理

医学、心理学、动物学、植物学

你要补的知识太多

（航天员景海鹏在学习辨认植物，摄影师@中国航天员中心）

▼

野外求生也是必修课

不管是在太空还是地面上

紧急情况都有可能发生

（野外求生训练，摄影师@中国载人航天）

▼

在综合实战演练中

你可以通过数字仿真系统

身临其境体验太空的工作方式

（神舟十二号航天员开展数字仿真模拟维修训练，摄影师@中国载人航天）

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或是在中性浮力水槽中

模拟微重力状态下的出舱活动

你要身带铅块沉入水底

持续长达4-6小时的训练

训练完后你感到精疲力尽

（神舟十二号乘组开展水槽出舱训练，摄影师@中国载人航天）

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低压舱出舱活动训练

则完全模拟真空状态

是最危险的训练之一

你必须穿上舱外航天服保障生命安全

（神舟十二号乘组开展低压舱出舱活动训练，摄影师@中国载人航天）

▼

这样的训练将要持续3-5年

在这期间

你可能会错过很多与家人、朋友在一起的时刻

这些，都是必须做出的牺牲

而即便是经历了这一切

你也可能长期作为备份航天员

甚至直到退役也无法真正一飞冲天

但你在地面上所做出的贡献

无疑也是载人航天事业中

不可分割的一部分

升空

终于等到发射这一天

你和两名同伴入选正式乘组

即将进驻中国空间站

酒泉卫星发射中心

巨大的长征二号F运载火箭矗立在塔架上

蓄势待发

恰如你此刻的心情

（发射前的长征二号F运载火箭，摄影师@白龙）

▼

在更衣室内

你们换上舱内航天服

它最重可达20千克

在你进入空间站之前

你要一直穿着这身航天服

（穿着舱内航天服的女航天员刘洋，摄影师@阿毛）

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发射之前

你会和地球上的人们做一次郑重的告别

但面对众多镜头

你也许无法说出藏在心底的话

你们走向飞船

穿着航天服的你

在工作人员的帮助下进入发射舱

（神舟十二号航天员出征前准备，摄影师@中国载人航天）

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现在舱门已经关闭

进入了发射倒计时阶段

身处舱内的你沉着冷静

一项项进行着手头的工作

几乎忘记了时间的流逝

直到倒计时面板上显示最后的一分钟

3，2，1，点火！

伴随轰然一响

主推进器和主发动机点火

（搭载神舟十三号载人飞船的火箭发射瞬间，摄影师@Tea-tia）

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火箭在天空中

划出一道优美的弧线

（搭载神舟十三号载人飞船的火箭升空轨迹，摄影师@戴建峰）

▼

身处飞船内的你

瞬间被“压”在座位上

从1倍重力到3倍重力

短短几分钟后

重力突然“消失”

你手中的钢笔向上飘起

保护飞船的整流罩抛开

壮丽的宇宙和地球景观

从舷窗外涌入你的眼帘

（发射过程中从舱内望向地球和太空，摄影师@中国载人航天）

▼

但很快

你的注意力被拉回舱内

现在你已经正式进入太空

处于400千米高的预定轨道

接下来你将接近空间站

并准备对接

对接过程

并不像看起来那么简单

这是两个速度高达7.9千米每秒的物体

一旦不慎发生撞击，将造成致命的破坏

（飞船对接过程，制图@陈随/星球研究所）

▼

因此

对接要求极高精度的速度和角度控制

两侧的对接机构

必须在十几厘米以下的误差内结合为一体

200米，50米，10米

3米，2米，1米

......

伴随一阵震动

连接上了！

（天舟飞船和空间站的对接，仅作示意，摄影师@中国载人航天）

▼

你已经迫不及待

想要进入太空中的新家

脱下沉重的航天服

但现在还不行

飞船和空间站之间的对接

必须保持严格的密封

否则就会造成泄漏事故

你等待着计算机检查密封性

这个过程十分漫长

终于在几小时后

计算机发来指令：密封完好

你现在可以打开舱门

飘向你的太空生活了

空间站，我来了！

遥望

在进入太空的第一周

兴奋之余

伴随你的还有各种太空症状

这些症状在进入空间站的3-7天最为明显

（神舟十二号航天员在空间站内“飞檐走壁”，摄影师@中国载人航天）

▼

好在适应期很快过去

接下来

该好好看看这个新家了

整个核心舱长度达到16.6米，最大直径4.2米

内部的空间相当宽敞

（天和核心舱内景，摄影师@中国载人航天）

▼

先你们而来的天舟飞船

已经运来了大量设备和物资

接下来，该“拆快递”了

（“拆快递”，摄影师@中国载人航天）

▼

“快递”中

除了你们的生活物资

最主要的就是各类设备

这些设备或是用于维持空间站运转

或是用于太空中的科学实验

在这里

你要完成大量的数据收集、技术研究

航天医学实验、空间应用系统实验

以及空间站日常的维护、物资盘点等工作

（航天员汤洪波在组装科学实验柜，摄影师@中国载人航天）

▼

工作过程中

繁多的装备和零件会四处飞舞

记得随时用自封袋、尼龙搭扣、绳子

把它们固定在某个位置

（太空中漂浮的包裹和工具，摄影师@中国载人航天）

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忙碌的工作之余

你需要补充一些能量

空间站的太空食谱十分丰富

能够保证7天不重样

空间站内的微波炉加热

让你的饭菜热感和地面上无异

此外，你还可以吃到新鲜的水果

（航天员用餐完毕后，将苹果核放进袋子，摄影师@中国载人航天）

▼

除了食物

水和氧气对于生存至关重要

但携带大量氧气和淡水上天不太划算

因此你需要再生生保系统

通过电解水

以及令呼出的二氧化碳

与电解水产生的氢气反应

可以产生相当可观的氧气

你呼出的水汽、排出的尿液

则通过尿处理子系统变为生活用水

再通过水处理子系统变成可以喝的纯净水

（尿处理子系统核心结构示意图，制图@陈随/星球研究所）

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处理个人卫生

则需要特殊的装置或技巧

例如淋浴、洗头、清洁牙齿

都要以最简单的方式

如毛巾擦拭、免洗洗发液揉搓

而大便等排泄物

则会被特殊装置迅速吸到袋子中

随后放进天舟飞船

在天舟返回大气层时销毁

（国际空间站内的卫生间系统展示，仅作示意，摄影师@NASA）

▼

此外由于飞行时间较长

你还需要时刻关注身心健康

太空微重力环境和辐射

对你的肌肉、骨骼、心血管系统都有损害

你可能出现疲劳、感染、肠胃不适等症状

而长时间的密闭、噪声环境

还有可能造成心理上的不适

因此

你需要根据专门的太空锻炼处方

保持每天2.5小时以上各个肌肉群的锻炼

（空间站内的锻炼，摄影师@中国载人航天）

▼

在一天的末尾

你进入自己的独立卧舱

这里有一个专属的舷窗

（航天员卧舱，摄影师@汤洪波）

▼

入睡前

你透过舷窗

看到遥远的恒星、星系

不过最吸引你的还是地球

大气中的某些成分在夜间发出微弱的光辉

这便是气辉

（2021年7月30日，航天员汤洪波拍摄到了北非大陆上万家灯火的盛景，宇宙中的繁星与地球上的灯光交相辉映，共同演奏出了一首和谐的生活乐章，地球表面一层光辉是大气中的分子或原子在特殊的过程中发出的光辉，称为气辉，摄影师@汤洪波）

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山脉、海洋、森林、沙漠

被你瞬间抛在身后

（空站内看地球，南非南端；秘鲁南部，两个白点是索利马纳火山和科罗普纳峰，摄影师@汤洪波）

▼

城市的灯光

在暗夜中闪耀

你看到自己居住过的城市

（2021年8月24日晚上9点29分，当核心舱组合体划过北京上空时，聂海胜拍下了这张北京夜景。照片右侧那颗金光熠熠的“星星”就是北京大兴国际机场，摄影师@聂海胜）

▼

你还看到云层

看到台风、闪电

看到极光、日出日落

你所熟悉的一切

都有了不同的模样

（从空间站看日落，摄影师@刘伯明）

▼

随着你在空间站的日子一天天过去

你越来越熟悉这里的生活

但明天

你将迎来一项新的任务

出舱

出舱是迄今为止最危险的太空活动

你将完全暴露在太空中

面临辐射、微流星、太空碎片的威胁

但你有三重保障

第一重是

气闸舱

这是你进出太空的“客厅”

它有着复杂的功能

包括解压、气密性检查、开关舱门等

让你提前适应舱外的环境

并保障你出舱及返回的安全

（航天员在气闸舱内准备，摄影师@中国载人航天）

▼

第二重保护是

舱外航天服

这是一件比舱内航天服更强大的“铠甲”

由多层、多部件组合而成

最内层的液冷服以及通风系统

能够随时带走身体的热量

防止汗液聚集在航天服内

外面的特制纤维最薄的也有3层

最多的地方多达15层

具有气密、承压、抵抗微流星等功能

堪称一台小型航天器

（舱外航天服示意图，图中绘制的为一代舱外航天服，仅作示意，最新的飞天Ⅱ型舱外航天服在一代基础上又做出了改进，具有使用寿命更长、灵活性更高、可靠性更高等特点，制图@陈随/星球研究所）

▼

航天服的头盔最外层面窗

为了防护强烈的太阳光

由纯金薄膜打造

在太阳直射时能够抵御强烈的光线

（舱外航天服头盔示意，制图@陈随/星球研究所）

▼

第三重保护是

机械臂

这条机械臂堪称国际领先

它由肩部3个关节、肘部1个关节、腕部3个关节

共7个关节组成

具有极高的自由度

能够自主爬行、自我移位和安装

它的末端执行器上

则有多个传感器

能够进行极为精细的操作

（机械臂及其活动范围，制图@陈随/星球研究所）

▼

你可以将自己固定在机械臂上

然后操控其将你送到指定地点

而不用费力攀爬舷梯

（机械臂运动，摄影师@中国载人航天）

▼

有了这三重保护

你不仅提前完成任务

还有时间和同伴相互拍几段视频

（两名出舱航天员利用舱外航天服上的摄影机拍摄彼此的影像，摄影师@中国载人航天）

▼

此刻

你置身舱外

已经没有人比你更高，更远

一个无比广阔的星辰世界在你面前展开

你自己也仿佛变成了其中的一颗

而地球就漂浮在你的身旁

世界将它最温柔的一面展现出来

从这个距离上

你看不到纷争，看不到仇恨

看不到一切喜怒哀乐

只有一片柔和的蓝色与白色

（舱外的聂海胜和空间站及背景中的地球，摄影师@中国载人航天）

▼

你离人类是如此遥远

甚至比你在舱内的同伴还要远那么几步

却又从未像现在这样

深刻地感受到与大地，与人类的联结

而随着这次出舱任务的圆满完成

你的太空生活也接近尾声

回归

6个月的时间

你绕着地球飞了2880圈

欣赏了地球的千万种面貌

完成了难以计数的工作和科学实验

现在，你迎来了回家的日子

但你仍不能掉以轻心

因为这同样是一个极为危险的过程

在整理好各类物品

设置好各个系统的状态

并关闭了各舱室间的舱门后

你进入返回舱

（神舟十号航天员乘组聂海胜、张晓光、王亚平在返回舱，摄影师@中国航天员中心）

▼

飞船与空间站分离

开始调整姿态、制动减速

进入返回轨道

再见了，太空中的家！

你从窗口最后看一眼空间站

随后就是渐行渐远

（返回舱和推进舱、轨道舱分离并返回，摄影师@中国载人航天）

▼

返回地球的关键是

减速

速度的降低能够让飞行轨道下降

要想安全回到地表

飞船返回舱的速度要从在轨时的7.9千米每秒

减速到缓慢下降阶段的200米每秒

（分离过程，制图@陈随/星球研究所）

▼

反推式火箭启动

飞船速度开始降低

高度在不断减小

逐渐接近大气层的顶部

......

在距离地表80-100千米处

返回舱再入大气层

这趟太空之旅最暴力的一段来了

大气层开始与飞船剧烈摩擦

飞船表面急剧升温到1600℃

炽热的空气发生电离

一层橙色的离子团将你乘坐的飞船包围

这个区域被称为黑障区

电离层将切断视频通讯

但你的生理数据仍能够传输回地面

（返回舱在大气层中，摄影师@中国载人航天）

▼

距离地表10千米左右

你的速度已经降低至800千米每小时

这时降落伞系统开始工作

它由引导伞、减速伞和主伞构成

（降落伞系统，制图@陈随/星球研究所）

▼

在两个引导伞的拉扯下

减速伞打开，速度骤降

你感受到一阵猛烈的牵拉

随后

减速伞又拉出了1000平方米的巨大主伞

飞船开始稳定下降

（主伞打开，摄影师@中国载人航天）

▼

在即将落地的位置

反推火箭全力发动

你以5千米每小时的速度撞上地面

撞击扬起巨大的灰尘

落地后的瞬间你需要尽快切断主伞

（落地，摄影师@李昀锡）

▼

此时

空中和地面搜救队早已开始了行动

空中分队确定了你的位置

地面搜救人员向你赶来

（地面搜救人员处理返回舱，摄影师@阿毛）

▼

舱内的你

保持了一阵倒立的姿势

不过这些已经是小菜一碟了

外面响起人声和金属碰撞的声音

很快，舱门打开

你安全出舱

草原上的新鲜空气从四面八方向你涌来

你感到浑身放松

只是地表如此强大的重力

让你一时难以适应

（神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆，3名航天员安全顺利出舱，摄影师@孙海英）

▼

在一番忙而有序的工作后

你被直升机接到机场

坐上了回北京的飞机

返回航天员中心后

你还要接受一次细致的体检和长时间恢复

以及参加新闻发布会、庆功宴等活动

在这一切过后

你回到家中

坐在家人的身边

身边的一切都安稳地站在地上

你感受着24小时的日出日落

风霜雨雪、鸟语虫鸣

从未像现在这样热爱自然界的一切

但这还不是结束

在经历过漫长的太空生活后

你的身体要用几个月的时间

重新适应地球的环境

这期间你可能会时常疼痛、头晕

甚至站都站不稳

但你知道

这些宝贵的经验

都是无穷的宝藏

你将把它们传递给下一代航天员

为他们的飞天之路保驾护航

中国的载人航天事业

正是在一代代航天员的付出中

逐渐成长、壮大

（中国航天员图谱，制图@陈随/星球研究所）

▼

在某个夜晚

当你抬头

也许会看到一个光点划过夜空

那是你曾经生活过的地方

去往那里的道路颠簸

却隐藏着最美丽的风景

那里遥远而寒冷

却印证着中国载人航天最伟大的征程

（黄道光横穿五颗行星，地球、金星、木星、土星、火星，地景是地球上最古老的生命之一叠层石，摄影师@Tea-tia）

▼

本文主要参考文献：

[1]陈善广. 飞天英雄：追踪航天员飞天足迹[M]. 中国宇航出版社, 2011.

[2]（英）肯·麦克塔格特. 飞天纪实：航天员是怎样炼成的[M]. 人民邮电出版社, 2018.

[3]徐江华. 航空航天概论[M]. 北京航空航天大学出版社, 2015.

[4]（美）斯科特·凯利. 我在太空的一年[M]. 中信出版社, 2020.

[5]（美）特里·维尔茨. 国家地理太空探索全书[M]. 江苏凤凰科学技术出版社, 2019.

[6]李潭秋.“飞天”舱外航天服的研制[J].载人航天,2008(04):8-18.

[7]黄伟芬.神舟七号载人航天飞行任务航天员选拔与训练[J].载人航天,2008(04):19-26.

本文创作团队

撰文：张照图片：潘晨霞

设计：陈随审校：李雪梨

空间站模型：赵榜、李江飞、韩佳琪、陈随

特别鸣谢：中国载人航天工程办公室

来源：星球研究所（id：xingqiuyanjiusuo）

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编辑：羊

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