中國空間站示意圖。
航天員進行模擬失重水槽出艙活動訓練。
以上圖片均為中國航天員科研訓練中心提供
5月28日，神舟十八號乘組圓滿完成第一次出艙活動，完成了空間站空間碎片防護裝置安裝、艙外設備設施巡檢等任務。除了出艙，還有許多任務正在進行，考驗著航天員的各方面素質。
不少讀者好奇，要想成為一名遨游太空、逐夢星辰的航天員，需要哪些能力？我們約請中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設計師黃偉芬進行解讀。
——編者
人類自古就有飛天的夢想，中國的“嫦娥奔月”、古希臘的“代達羅斯飛日”等各種膾炙人口的神話傳說，無一不寄托著人類認識和征服太空的美好憧憬。進入現(xiàn)代以來，航天員成為人類開拓太空之路的先鋒和世人敬仰的英雄。經常有人會問，航天員的“超能力”從何而來？他們是怎樣練成的？
航天員是一個充滿挑戰(zhàn)的職業(yè)，工作環(huán)境特殊、職業(yè)技能復雜、飛行任務艱巨，需要在嚴格科學選拔基礎上，通過全面系統(tǒng)訓練進行長期培養(yǎng)。30多年來，從首飛航天員完成單人單天飛行任務，到航天員乘組完成180多天空間站長期駐留任務，中國載人航天不斷挑戰(zhàn)新高度；從突破出艙活動技術、完成首次太空漫步，到出艙完成空間站組裝建造與維修等復雜作業(yè)任務、常態(tài)化開展空間站出艙活動，中國航天員每一次出征都不辱使命。我們創(chuàng)建了具有中國特色的完備的航天員選拔與訓練技術體系，具備選拔訓練航天駕駛員、航天飛行工程師和載荷專家三種不同類別航天員的能力，能夠選拔訓練滿足不同飛行任務需要的飛行乘組。
八大類百余項訓練，從難從嚴系統(tǒng)練就“超能力”
空間站任務艱巨復雜，航天員飛行時間長達3到6個月，對其身體素質、知識技能、應急決策與處置能力、心理調適能力等都提出了極高要求。因此，航天員必須接受全面系統(tǒng)的訓練，在思想、身體、心理、知識儲備和操作技能等方面具備執(zhí)行飛行任務的能力，做好執(zhí)行任務的準備。
航天員系統(tǒng)本著“從難從嚴、從實戰(zhàn)出發(fā)、試訓一體”的原則，設計實施了八大類百余項訓練科目。這些科目包括基礎理論訓練、體質訓練、心理訓練、航天環(huán)境適應性訓練、救生與生存訓練、航天專業(yè)技術訓練（包括出艙活動技術訓練、交會對接技術訓練、空間站技術訓練、貨運飛船技術訓練、載人飛船技術訓練、空間實（試）驗技術訓練等）、飛行程序與任務模擬訓練、大型聯(lián)合演練等。除了訓練科目，航天員還會參加人船聯(lián)試、人船站地聯(lián)試、長期載人綜合模擬驗證試驗、出艙活動水下驗證試驗、工效學評價試驗等各類工程研制試驗活動，并深度參與飛行手冊和預案編寫，不斷強化提升綜合實戰(zhàn)能力。
虛實結合貼近實戰(zhàn)，多維度練就過硬出艙本領
出艙活動訓練，是空間站任務航天員最重要、難度最大、最復雜的訓練科目，包括出艙活動理論、操作技能和出艙程序訓練。出艙活動理論訓練涉及出艙活動技術基礎、醫(yī)學基礎、艙外服等內容，通過授課方式進行。操作技能和出艙程序訓練利用各類模擬器進行，既有正常工況下的操作，也有應急故障處置操作；既有常壓環(huán)境下的訓練，也有模擬失重環(huán)境和低壓環(huán)境下的訓練。
模擬失重水槽出艙活動訓練最廣為人知。在訓練時，通過浮力配平，航天員身著水下訓練服，在模擬太空失重狀態(tài)下，用雙手控制身體姿態(tài)，完成艙外轉移、上下機械臂、設備組裝等操作。水下訓練不僅需要體能和力量，也需要技巧。比如，登上機械臂腳限位器是一個技巧性非常強的操作，航天員無法通過眼睛直接看到腳限位器的位置，只能借助手腕上的反光鏡進行觀察。這就需要航天員手握環(huán)形扶手控制身體姿態(tài)，反復練習登上腳限位器的動作。
10帕低壓環(huán)境出艙活動訓練，是每一名執(zhí)行出艙活動任務的航天員必須接受的一項極具挑戰(zhàn)的高風險訓練。訓練時，如果低壓訓練服或其他設備出現(xiàn)問題，有可能導致災難性后果。因此，這不僅是出艙程序和操作技能訓練，更是對航天員心理的考驗。
除水槽訓練外，航天員還須在配有氣浮懸吊裝置的訓練模擬器上進行出艙過閘和返回過閘程序及操作訓練。訓練中，氣浮懸吊裝置可使航天員在身著笨重的常壓訓練服的情況下移動身體完成相關操作，幫助航天員掌握相關程序和操作技能。
虛擬現(xiàn)實訓練器，是航天員進行出艙活動協(xié)同訓練的重要設施。訓練時，兩名出艙航天員佩戴虛擬現(xiàn)實眼鏡，艙內航天員使用機械臂操作臺控制機械臂，三人協(xié)同完成出艙活動模擬訓練。航天員可沉浸式體驗在艙壁上行走、乘坐機械臂轉移，可俯瞰地球，也可仰望星空。逼真的“艙外環(huán)境”給航天員一種身臨其境的視覺沖擊和心理體驗。
極端環(huán)境真實磨煉，全方位練就超強團隊救生能力
出艙，不僅僅是在太空。航天員返回地面后，尤其是應急返回后，如果救援人員不能按時到達，就需要自主出艙。因此航天員必須接受救生與生存訓練，具備在惡劣環(huán)境下生存的能力。
在救生與生存訓練中，沙漠生存訓練和海上救生訓練難度很高。在沙漠訓練中，航天員要在地表溫度高達近75攝氏度的沙漠中獨立生存兩天，經受大風揚沙、烈日高溫、降雨降溫等惡劣氣象條件考驗，自主搭建帳篷、分配寶貴的應急水資源與食品資源，并完成救生設備使用考核。
海上救生訓練包括海上自主出艙、海上生存、海上救援船救援、直升機懸吊營救訓練等科目。航天員先要在狹小悶熱的返回艙內完成出艙前的各項準備工作，之后攜帶救生物品出艙、爬上救生船、發(fā)出求救信號、開展各種生存活動。在一望無際、波濤洶涌的海面上漂流5小時，陽光暴曬加之海水冰涼，會引發(fā)眩暈、嘔吐等生理反應。航天員需要克服各種困難完成訓練任務，掌握救生技能，更要磨煉堅忍不拔的意志品質，增強團隊的凝聚力與協(xié)同配合能力。
情緒相容選訓結合，科學練就心理調適能力
航天飛行是一項高風險的活動，航天員承受著巨大的心理負荷，尤其是長期載人飛行需要航天員具有良好的心理調適能力，航天員心理選拔與訓練尤為重要。
與救生生存訓練相比，心理訓練中的狹小密閉環(huán)境睡眠剝奪訓練同樣極具挑戰(zhàn)。在這項訓練中，航天員要在不足6平方米的小房間內、連續(xù)72小時睡眠剝奪的情況下，完成多項生理、認知、情緒等測試以及相關任務。睡眠剝奪對人的認知、情緒、操作等身心狀態(tài)影響非常大，讓航天員體驗到極端情況下的身心狀態(tài)，磨礪堅決完成任務的戰(zhàn)斗精神，被公認為航天員訓練中最具挑戰(zhàn)性的科目之一。此外，心理訓練還包括心理放松、心理表象、心理調適、心理相容性訓練及結合性心理訓練等多個科目，幫助航天員掌握心理放松與調適技能，提升航天員心理穩(wěn)定性與心理相容性，更好執(zhí)行長期在軌飛行任務。
超重、失重、振動、旋轉等訓練，練就超強航天環(huán)境耐力適應性
載人航天飛行中航天員要承受超重、失重、噪聲、振動、旋轉、著陸沖擊等各種環(huán)境因素的影響，而人對航天環(huán)境的耐力和適應性個體差異很大，因此必須進行航天環(huán)境適應性選拔和訓練，這是航天員選拔訓練中最具特色的項目之一。通過選拔，挑選出對航天環(huán)境耐力較好的候選者進入航天員隊伍，之后必須每年定期進行訓練以保持較高的耐力水平，提高適應能力。
超重訓練中，巨大的離心機模擬飛船上升及返回期間的超重曲線，使航天員最高要承受8倍于自身體重的壓力，帶來肌肉變形、黑視乃至意識模糊等生理挑戰(zhàn)。航天員手握中止訓練按鈕，但多年來沒有一名航天員按下這個按鈕。
空間運動病是航天員入軌后3天內的高發(fā)問題。說是病，其實是進入失重狀態(tài)下的一種生理反應，人會感到眩暈、面色蒼白、出汗，嚴重時會嘔吐，與我們平時暈車、暈船相似。航天員發(fā)生空間運動病概率的高低與其前庭器官對運動刺激的耐受能力密切相關。因此，候選者要接受嚴格的前庭功能檢查，排除運動病史、前庭功能不正常或前庭耐力差等問題后，進行專門訓練。訓練中，航天員要在旋轉的座椅上接受頭部前后左右擺動等強烈前庭刺激，以提升前庭功能，預防空間運動病。
航天專業(yè)任務模擬，練就過硬處置能力
執(zhí)行空間站任務時，航天員要對空間站組合體運行進行監(jiān)控管理、維護維修，完成大量站務管理、物資管理、空間實（試）驗等工作，需要掌握學科門類眾多的知識和技能。比如，航天員在軌使用的各類飛行手冊有70多冊，共計約390萬字。航天員要熟知這些內容，當需要時能快速查找，對關鍵內容更是爛熟于心。因此，航天員需要進行大量空間站技術、空間實（試）驗技術等航天專業(yè)技術訓練。
在執(zhí)行任務前，還要利用空間站組合體模擬器開展組合體全程序模擬訓練。航天員要在組合體模擬器內完成為期兩周的全任務模擬訓練，從加熱食品到使用大小便收集裝置，從維護環(huán)控生保系統(tǒng)到開展試驗研究，從鍛煉身體到與地面通信交互，覆蓋在軌執(zhí)行任務時的所有通用操作。這既是訓練也是一次綜合大考，有助于航天員將學到的各種知識融會貫通，協(xié)同配合更為默契，為執(zhí)行飛行任務做好萬全準備。
寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。航天員訓練是一個漫長的征程，是航天員提高身心素質、磨煉意志、獲得豐富學識與職業(yè)技能的過程，也是一個連續(xù)不斷全面提高職業(yè)素養(yǎng)的過程。航天員不僅在飛行前要進行訓練，在飛行中也要進行復習性、維持性、新增的、地面無法真實操作的任務等相關訓練，例如出艙活動前，航天員須身穿艙外服進行在軌訓練。在完成航天飛行之后，還要繼續(xù)訓練，為參加下次飛行做好準備。對于航天員來說，千錘百煉，學無止境，只要不退役，訓練就不會中止！
（作者為中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設計師）
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《錢學森講談錄——哲學、科學、藝術》：錢學森著；九州出版社出版。
《航天員出艙活動醫(yī)學基礎》：黃偉芬主編；中國宇航出版社出版。
《航天員選拔訓練與飛行任務準備》：埃里克·希德豪斯著，黃偉芬譯；國防工業(yè)出版社出版。
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