候選航天員千里挑一
2003年10月15日,中國人民解放軍航天員大隊奉命出征太空。
由航天員楊利偉、翟志剛、聶海勝組成的首飛航天員梯隊,肩負著(zhù)征服太空的神圣使命,出現在中國載人航天發(fā)射場(chǎng)上。最終,楊利偉作為首飛航天員,乘坐“神舟”五號飛船,擔負起這次里程碑式的太空飛行任務(wù)。這是中國航天員首次公開(kāi)亮相。世界為之矚目,民族為之驕傲。
航天員系統是載人航天工程的核心組成部分。選拔和訓練航天員是一個(gè)國家能否獨立自主實(shí)施載人航天的重要標志之一。
當今世界,過(guò)去只有美國和俄羅斯兩國能夠獨立完成航天員的訓練。今天,又增加了一個(gè)新的成員:中國。
航天員系統最重要的任務(wù)就是選拔和訓練航天員。能否訓練出合格的航天員,將直接影響載人航天工程計劃的順利實(shí)施和載人飛行任務(wù)的成敗,這個(gè)系統由北京航天醫學(xué)工程研究所負責。
美國、前蘇聯(lián)的航天員,一般也是從具有航空飛行經(jīng)驗的試飛員和優(yōu)秀的空軍殲擊機飛行員中挑選。這是因為,優(yōu)秀的飛行員熟悉航空飛行技術(shù)和理論,具備了學(xué)習航天飛行和航天技術(shù)的良好基礎,特別是飛行員具有很好的身體素質(zhì)和心理素質(zhì),具有在各種緊急情況下處理問(wèn)題的快速反應能力和應變能力。前蘇聯(lián)第一批20名宇航員就是從3000名空軍飛行員中選拔出來(lái)的。
選拔航天員,首先是要制定科學(xué)、合理和可操作性強的選拔標準;其次,是要實(shí)施深入細致的檢查和對檢查結果作出綜合評價(jià)。
1995年8月,載人航天工程指揮部向中央軍委呈報了關(guān)于選拔航天員的請示,建議從空軍現役飛行員中選拔預備航天員。同年9月,中央軍委批復同意。
中共中央批準實(shí)施載人航天工程后,北京航天醫學(xué)工程研究所在廣泛調研和深入研究的基礎上,制定了航天員入選的基本條件和醫學(xué)選拔、心理、生理選拔的具體標準。
1995年10月,根據中央軍委指示,由原國防科工委和空軍聯(lián)合組成預備航天員選拔領(lǐng)導小組,從符合基本條件的空軍飛行員中進(jìn)行航天員初選。
這些基本條件包括:有堅定的意志、獻身精神和良好的相容性,身高160厘米—172厘米,體重55公斤—70公斤,年齡25歲—35歲,殲擊機、強擊機飛行員,累計飛行600小時(shí)以上,大專(zhuān)以上學(xué)歷,飛行成績(jì)優(yōu)良,無(wú)等級事故,無(wú)煙酒癮,最近3年體檢均為甲類(lèi)。
首先是根據檔案進(jìn)行基本資格篩選,從全空軍符合上述基本條件的上千名飛行員中,再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的精選,確定其中的800余人參加體檢。
經(jīng)過(guò)對800余名飛行員進(jìn)行系統的體檢,最終確定60人到北京進(jìn)行住院臨床復查和特殊功能檢查。
臨床復查是非常嚴格的醫學(xué)檢查,而特殊功能檢查則是更高難度的選拔。它包括:通過(guò)大型離心機進(jìn)行超重耐力檢查及檢測心血管功能、前庭植物神經(jīng)功能和大腦供血情況;通過(guò)低壓艙測試個(gè)人的缺氧耐力;利用平衡秋千進(jìn)行線(xiàn)速敏感性檢測;進(jìn)行下體負壓耐力和頭倒位耐力檢查;進(jìn)行超常規的心理檢查等等。
經(jīng)過(guò)臨床復查和特殊功能檢查,最后只有20人過(guò)了這一關(guān)。之后,又對這20人進(jìn)行家庭醫學(xué)查訪(fǎng)和直系親屬(配偶和子女)體檢,也全部合格。由于受到預備航天員的員額限制,還需從這20人中再進(jìn)行好中選優(yōu)。
這必須是科學(xué)的選拔,為此,1997年4月14日至18日,在載人航天工程指揮部的直接領(lǐng)導下,先后召開(kāi)了住院檢查結果鑒定會(huì )和中國首批預備航天員醫學(xué)選拔鑒定會(huì )。特別是后一個(gè)鑒定會(huì ),集中了全國各大醫院的著(zhù)名專(zhuān)家。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家們的反復研究和挑選,建議錄取其中12人為預備航天員。
此前,為了學(xué)習和借鑒俄羅斯航天員訓練的經(jīng)驗,1996年,有關(guān)部門(mén)從空軍飛行員中按照預備航天員的標準,挑選了兩人赴俄羅斯加加林航天中心進(jìn)行培訓。根據加加林航天中心的培訓計劃,培訓一名航天員需要4年時(shí)間,而他們只用了一年時(shí)間就學(xué)完了全部課程。這兩人回國后,也加入了預備航天員隊伍。
1997年12月,經(jīng)中央軍委批準,正式組建中國人民解放軍航天員大隊。
中國第一支航天員隊伍就這樣登上了歷史舞臺。
培訓與研制同步進(jìn)行
航天員的培養和訓練,在我國是一件從來(lái)沒(méi)有人做過(guò)的事情。
北京航天醫學(xué)工程研究所專(zhuān)門(mén)成立了兩個(gè)研究室:航天員選拔訓練研究室,負責制訂航天員訓練大綱、訓練方案和編寫(xiě)訓練教材,對航天員進(jìn)行訓練指導和飛行操作指導;航天員醫監醫保研究室,負責航天員從訓練、生活到航天飛行期間全過(guò)程的醫學(xué)監督、檢查、鑒定和治療。
培訓航天員,對北京航天醫學(xué)工程研究所來(lái)說(shuō)是嚴峻的挑戰。航天員的培訓,猶如在平地上蓋樓,在白紙上繪畫(huà),一切都得從零開(kāi)始。
制訂航天員訓練大綱、訓練方案和編寫(xiě)航天員訓練教材,是培訓航天員的最基本的基礎性工作。而對他們來(lái)說(shuō),卻又是一項難度很大的工作。雖然通過(guò)查找國外資料,可以提供一些借鑒,但這些資料只告訴你訓練航天員應該做什么,不可能告訴你為什么要這樣訓練航天員。如果只知道做什么,不知道為什么要這樣做,照葫蘆畫(huà)瓢,那必然是盲目的。對于載人航天來(lái)說(shuō),盲目就意味著(zhù)災難。因此,他們必須從分析國外資料著(zhù)手,尋找出其中的因果聯(lián)系,之后才能編寫(xiě)教材。
經(jīng)過(guò)教員們的艱辛努力,不僅弄懂了為什么,而且具有創(chuàng )新性。他們制訂的航天員訓練大綱,包括了10多個(gè)分大綱,內容詳盡而充實(shí);他們制訂的航天員訓練方案,針對性強,有著(zhù)明顯的中國特色,甚至還包括了航天員的文學(xué)和藝術(shù)修養。
航天員的訓練項目和內容很多,包括基礎理論訓練、體質(zhì)訓練、心理訓練、航天環(huán)境耐力和適應性訓練、專(zhuān)業(yè)技術(shù)訓練、飛行程序與任務(wù)模擬訓練、救生與生存訓練等七大項目,每一大項里面又包括多項甚至幾十項具體項目的訓練。對這些訓練的指導,沒(méi)有現成的經(jīng)驗可借鑒,他們一邊探索,一邊工作,傾注了全部的心血。
我國載人航天工程各大系統的工作是同步進(jìn)行的,這給航天員的訓練工作帶來(lái)很大的難度。比如,航天員作為飛船飛行過(guò)程的管理者、駕駛者、監控者,必須對飛船有比較深入的了解。而飛船的研制和航天員的培訓處于同步過(guò)程,專(zhuān)家們只能在飛船的研制過(guò)程中,同步進(jìn)行飛船操作手冊的編寫(xiě),同步指導和訓練航天員熟悉、掌握和操作飛船。
航天員的醫學(xué)監督和保障,是航天員培訓中不可忽視的重要方面。無(wú)論是日常訓練、工作和生活,還是執行飛行試驗任務(wù),醫學(xué)人員都要對航天員的健康狀況實(shí)施嚴格的醫學(xué)監督和醫學(xué)保障,確保航天員能夠以良好的身心狀態(tài)完成訓練和飛行任務(wù)。
由于經(jīng)過(guò)嚴格選拔出來(lái)的航天員人數非常有限,他們要經(jīng)過(guò)數年的訓練才能成為合格的航天員。從航天員疾病的預防和治療,到訓練期間的醫學(xué)檢查和醫學(xué)鑒定,北京航天醫學(xué)工程研究所的航天醫學(xué)保障體系,確保了首批14名航天員在長(cháng)達5年的時(shí)間里,沒(méi)有一人因為健康原因而被淘汰。
為了確保航天員在航天飛行中的健康和安全,他們成功研制了飛船環(huán)境控制與生命保障系統。該系統能夠實(shí)現與控制飛船艙內的氣體總壓、氧氣含量、濕度和溫度;艙內航天服的通風(fēng)和應急供氧;艙內通風(fēng)和氣體凈化、煙火檢測和滅火、飲水和食品支援保障、廢物收集處理等。
5年來(lái),中國航天員就是在這種特殊的環(huán)境里學(xué)習成長(cháng)。
挑戰生理極限的訓練
航天員的訓練是艱苦的。要完成從飛行員到航天員的轉變,需要經(jīng)過(guò)千錘百煉。
航天員們面臨的首先是13門(mén)課程,好比是上一所大學(xué)。14名航天員白天上課,晚上做作業(yè),夜里12點(diǎn)以前很少休息,就是外出療養,也不忘背英語(yǔ)單詞。療養院的工作人員十分驚訝:“航天員這樣的身份和地位,還用得著(zhù)如此刻苦?”就這樣,基礎理論學(xué)習結束考試,14名航天員門(mén)門(mén)課程都達到了良好以上。
體質(zhì)訓練是長(cháng)期的。飛行員的身體素質(zhì)都很過(guò)硬,但航天員對體重、耐力、速度、靈活性、柔韌性、肌力等方面有著(zhù)更高的標準和要求。他們按照訓練大綱要求,堅持每周3次、每次2小時(shí)的體能訓練從不間斷,每人還根據自己的身體情況,自覺(jué)增加訓練時(shí)間和內容。為了控制體重,不少航天員堅持每天跑5000米。在北京航天醫學(xué)工程研究所的運動(dòng)會(huì )上,這幾年,中長(cháng)跑項目的第一、二名都被航天員獲得。
航天環(huán)境適應性訓練實(shí)際上是向人的生理極限挑戰,需要具有超人的毅力。比如,超重耐力訓練,飛行員要求做到5倍重力加速度,持續時(shí)間僅為2秒至3秒,而航天員卻要求做到8倍重力加速度,持續時(shí)間達到40秒鐘;低壓缺氧訓練,按照相當于每秒鐘15米的速度,迅速提升到5000米的高空,在氧氣稀薄的情況下持續30分鐘;前庭功能訓練,要求航天員自旋轉、振動(dòng)以及坐在離心機中轉動(dòng)。它要航天員閉上眼睛坐在單系腿的凳子上,用弱電流通向眼睛,把你推向地板,然后讓你坐在離心機上,用4倍重力加速度轉動(dòng)并突然停止,還要求你閉上眼睛轉動(dòng)腦袋。還有失重飛機飛行訓練、跳傘訓練、航空飛行訓練、飛船著(zhù)陸沖擊體驗等。
由于我國目前還沒(méi)有失重飛機,失重飛行訓練是到俄羅斯航天員訓練中心進(jìn)行的。中方領(lǐng)隊擔心我國航天員如果一下子訓的太猛承受不住,特別囑咐俄方駕駛員開(kāi)始時(shí)升降幅度不要過(guò)大。俄方駕駛員開(kāi)玩笑說(shuō),就是要把你們的航天員搞得嘔吐。在這里訓練的其他國家航天員,一般幾個(gè)拋物線(xiàn)下來(lái)就不行了,而我們的航天員,一個(gè)架次飛了12個(gè)拋物線(xiàn),一個(gè)人都沒(méi)有吐。俄方人員敬佩地說(shuō):中國的航天員素質(zhì)真好!
航天員的工作充滿(mǎn)風(fēng)險,面臨的又是陌生的太空,容易造成巨大的心理壓力。隔絕訓練對航天員是艱難的考驗。他們分別被帶到一個(gè)絕音室里。這是一間隔音效果非常好的小房子,一點(diǎn)聲音都不可能從外面傳進(jìn)來(lái)。航天員要在絕音室里獨自生活一段時(shí)間。
專(zhuān)業(yè)技術(shù)訓練主要是學(xué)習有關(guān)載人飛船總體和各分系統的工程技術(shù)知識,熟悉了解系統的技術(shù)組成等專(zhuān)業(yè)理論知識;進(jìn)行野外生存和救生訓練。
飛行程序和任務(wù)訓練是最為重要的訓練。航天員通過(guò)艙載飛行文件的學(xué)習,熟練掌握規定的飛船飛行程序、任務(wù)內容和技術(shù)要求。在此基礎上,利用飛行訓練模擬器、飛船運動(dòng)人工控制模擬試驗系統等設備,進(jìn)行正常飛行、應急飛行、飛行過(guò)程中各類(lèi)故障的判斷和處理等內容的訓練。這些訓練項目要反復進(jìn)行,做到真正執行航天飛行任務(wù)時(shí)“萬(wàn)無(wú)一失”。
2003年7月3日,經(jīng)載人航天工程航天員選評委員會(huì )評定,14名航天員全部具備了獨立執行航天飛行任務(wù)的能力,予以結業(yè),獲得三級航天員資格。從此,我國有了第一代航天員。
俄羅斯航天員訓練中心主任、前蘇聯(lián)宇航英雄可里穆上將曾到北京航天城參觀(guān),面對這座規模宏大、充滿(mǎn)現代科技氣息的航天城,他由衷地預言:這里將是世界上第三個(gè)航天員訓練中心。
今天,隨著(zhù)中國第一代航天員的誕生,我們可以自豪地說(shuō):這里已經(jīng)是世界上第三個(gè)航天員訓練中心!
(文章原載于《解放軍報》,作者:吳川生、楊永楨、奚啟新、范炬煒、劉程)