作者:甘晓 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/11/3 21:52:18
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载人航天:想上天必须先“入地”

 

编者按

10月19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接,随后,两名航天员景海鹏、陈冬也成功从神舟十一号飞船进入天宫二号实验舱。那么,一名航天员需要经过哪些训练才能“升空”?需要哪些医疗保障?对此,本报记者特采访相关领域专家逐一进行解析阐释。

今年6月底,中国载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬的一条个人微博让广大航天迷炸开了锅——不仅首次披露了我国第二批航天员,还揭秘了航天员“上天”必修课洞穴训练的诸多细节。

洞穴训练,是一种评估和锻炼人的行为绩效技能而进行的合作探险训练任务,是当下航天员训练中的热门项目之一。

面对未知

今年7月1日,中国航天员叶光富远赴意大利参加了洞穴训练。这是中国航天员首次参与国际性极具挑战的航天员训练任务。

叶光富在总结其亲身经历时用“黑暗、阴冷、潮湿”“狭小、陌生、隔离”及“高负荷、高风险”等词语来描述,这正与陌生的太空环境类似。

黄伟芬介绍,在6天6夜的时间里,国际航天员组成的小组在一个与外界隔离的深邃黑洞中居住并合作完成任务。“一些没有地图或未被勘察过的复杂洞穴系统,可以为参训航天员提供类似执行航天任务的状况。”

尽管洞穴训练不能模拟微重力条件,但崎岖不平的表面、有限的光照,使用洞穴装备进行垂直攀爬,在路线寻找和定位中则可以提供三维空间感的训练。持续黑暗的情况下使用人造灯光,能够改变对时间和色彩的感知,缺少自然时间参数会造成生理节律紊乱并导致睡眠模式改变,安全方案和程序也类似于航天飞行。

教会航天员面对并适应类似太空环境的未知,正是洞穴训练的目标之一。

科学探索

黄伟芬指出,增强航天员进行科学考察和探险任务的能力也将是洞穴训练带来的收获。

人类航天活动从来就和探索宇宙的奥秘密不可分。在实际载人航天任务中,航天员也需要承担相应的空间科学实验。例如,在神舟十一号任务中,航天员景海鹏和陈冬将参与多项应用载荷技术实验,更换空间材料制备样品,进行太空植物栽培试验等,还将开展在轨维修操作,进行人机协同验证。这些科学实验、技术验证都对航天员执行科学任务的能力提出了要求。

洞穴训练中的多项科学实验,就是为了锻炼和提升航天员的这一能力。

据悉,叶光富在此次洞穴训练中,和队友一起完成了多项科学考察任务。包括对洞穴未知区域进行探索和勘测,将测量数据生成3D图像,实时对环境参数进行监测,开展生物与微生物研究,对地质和水质进行采样研究等项目。

叶光富表示:“我们完成了对两个洞穴分支勘察任务,勘察总距离六百多米,发现了令人震撼的杰里科大厅,并发现了新的洞穴分支,收集到了所有勘测数据,并在后期通过与教员的合作,我们对所有数据进行下载、整理、分析,并生成了一个3D洞穴地图。”

交流合作

载人航天飞行环境中存在诸如密闭、限制、高工作负荷、高风险等应激因素,可能会导致航天员操作失误、动机下降、工作绩效降低,影响乘组的团队气氛、凝聚力、人际关系等,甚至最终影响载人航天的安全和航天任务的顺利完成。

团队合作在任务执行中是关键环节之一,洞穴训练是提高团队的协作配合能力的有效训练手段。

叶光富回忆道:“刚和队友组成团队时,大家的交流并不多,尤其是我,因为除了我一个中国航天员,其他的航天员都在一个系统工作训练。”他深知,团队多元文化的融合与沟通交流对这次国际合作任务至关重要,所以他积极与每个人沟通交流,很好地融入了团队,为后来出色完成洞穴任务奠定了基础。

此次训练中,叶光富也感受到来自队友的信任。通过前期培训准备和实地训练后,在洞穴勘探、环境监测与内部定向任务中,队友一致认可叶光富是胜任这一角色的不二人选。“让叶去执行这个角色我放心,因为我还想活着出洞,我可不想被困死在里面。”一名美国航天员说。

洞穴训练结束后,叶光富的表现受到了国际同仁的高度称赞,这也正反映了我国航天员选拔与训练的技术水平。

 
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