载人飞船工程是我国迄今为止最大的航天工程，由7个系统组成，即：宇航员系统、飞船应用系统、载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统和着陆场系统。宇航员系统是载人航天工程的一个重要组成部分，与其他6个系统相比，具有较大的特殊性。载人航天飞船工程与其他航天工程最重要的区别就在于人类的直接参与飞行。宇航员系统是一个以宇航员为中心的医学和工程相结合的复杂系统，涉及航天生命科学和航天医学工程等许多重要领域。宇航员系统的任务是负责制定出宇航员选拔方案、内容和标准，并选拔、培训出能够执行载人飞行任务的宇航员；对宇航员实施有效的医学监督和医务保障；与此同时完成宇航服、食品和用具等装船项目的研制。
（1）严格的选拔
载人飞船是有人驾驶的空间飞行器，由于飞船的发射、运行以及返回过程中特有的环境条件的复杂性、唯含漏严酷性，还有飞船本身技术的复杂性以及出现故障的可能性和危险性，这些都决定了飞船驾驶员——宇航员不是一般人可以胜任的。宇航员首先要能适应火箭飞行过程和太空生活中的各种恶劣条件，其次还要完成各项航天飞行任务，所以宇航员的选拔和训练都是极其严格的，甚至用苛刻和严酷来形容也一点儿都不过分。宇航员都是从工作性质较接近的歼击机驾驶员中选拔的那些身体素质和心理素质均好，训练有素并具有相当飞行经验，而且愿为航天事业献身的人。各国航天界对宇航员的选拔都是极其重视的，选拔宇航员是一个复杂的过程，被选上进行训练的人员也不一定都能成为真正的宇航员，所以说选拔上的人员只能叫预备宇航员或试验宇航员。要成为预备宇航员或试验宇航员还要过下面的几关：首先是身体和心理素质的要求，要进行临床及住院的检查，生理学和心理学的检查。宇航员必须具备有健康的体魄、敏锐的思维和坚毅的性格。鉴于太空生存的特殊要求，备选的宇航员必须进行详尽的医务检查。首先从研究所有病历资料做起，然后化验血液、尿和大便，接着进行心电、胸电冲击图检查，还要对胸腔、大肠、鼻旁窦、脊柱腰骶部位、胃、食管和牙齿的X光照片进行研究，另外，对眼科、前庭功能、心血管系统、肺活量等进行的一系列检查也是必不可少的。在以上提及的身体条件中尤以心血管、中枢神经系统最为重要。由于航天活动的特殊性，还要求宇航员必须具备指烂优良的心理素质，包括他们的个性心理、性格气质、智商水平和工作效率等方面的内容；考核他们在特殊环境下的适应能力、应急能力和耐力也是选拔宇航员必不可少的一项内容。备选的宇航员必须进行超重耐力、立位耐力、高低温耐力、最大体力负荷耐力实验，以及噪声、振动实验和完全隔绝的孤独实验。其次，作为被选拔的宇航员，对他们的阅历、知识水平和知识结构方面的要求也是很高的。他们起码应有不低于大学的文化程度并且能够适应航天环境，可以迅速掌握好航天飞行器的操作。从以上可以看出，选拔出一个合格的预备宇航员是非常不容易的，“千军易得，一将难求”，这些人都是从无数候选者中千挑万选出来的，从各方面来讲都是人群中的佼佼者。选拔固然不易，训练更是艰苦。在被选拔出的预备宇航员中，经过以后艰苦严格的训练、观察、测试检查，不断有人被淘汰，只有完全达到宇航员条件的人才能做正式的宇航员。
（2）艰苦的训练
那些刚刚入选的预备宇航员，在刚刚感到喜悦的同时，艰苦、枯燥甚至是苛刻的训练生活就开始了。我们常人很难想象得到，一艘飞船有多少系统，每个系统有多少设备，每个设备又有多少个操作按钮，然而宇航员要一一地了解它，并且掌握它；我们同样不能想象，从火箭起飞到太空飞行，一直到返回舱安全降落地面，这其中要经历多少极其复杂而且与地面完全不同的过程，其中许多是人们在地面上做梦也想不到的，而宇航员要了解它、感受它，还要掌握它；同时，宇航员的太空之旅不是普通乘客的观光旅游，他们是去工作，要完成复杂的太空作业，他们必须掌握相关的所有知识。由此我们可以想象得出，为了完成这么多的任务，宇航员要学习、掌握多少的新知识、新理论，要经受多少在地面上创造的严酷条件的考验。对于老手宇航员的训练可以分为一般训练和专门训练：一般训练包括了各种科学技术知识的理论学习，包括了天文学、地质学、大气物理学、机械、电子、测控、飞行力学、气象学、制导导航理论、计算机理论、火箭技术基础和航天医学生物学等；还要学习和熟练掌握飞船的总体设计情况，包括飞船的各系统组成、系统的工作原理、可能的故障模式和采取的对策；在飞船的生产安装过程中，还要观看飞船的生产情况、设备结构和飞船的安装情况等。一般训练还包括体能的训练。如身体素质、忍耐能力和生存能力等方面的训练。首先是体质训练。一般有大家都比较熟悉的早操、球类、田径、登山、游泳和体育比赛等。这项训练是在医务人员的监督下进行的，目的是增强体质，提高机体对各种应急因素的耐力。其中登山运动最为有益，它不仅能训练宇航员的体质，还可向宇航员提供低气压和氧分压、空气温度和湿度急剧变化及紫外线、红外线辐射的条件，以提高机体对特殊因素作用的稳定性。其次是飞行训练和航天模拟训练。在航天过程中有许多对人类影响重大的外界因素，主要有飞船上升阶段和下降阶段的超重、震动和噪声，以及轨道飞行阶段的失重、真空、辐射和悬殊的温差变化。为了使宇航员熟悉和适应这些独特的环境状况，人们在地面上建立了一系列的模拟设备，例如大型离心机、失重飞机、震动台、噪声模拟器、变温舱、变压舱、辐射室等等。宇航员要在专门的设备上进行超重、失重、低气压、高低温度交变、振动、噪声、冲击、寂寞隔绝环境下的针对训练。在航天生活中最常见到而且必须长期忍受的就是失重了，这也是宇航员生活与正常人生活最不同的地方，必须重点训练。在基础训练中和专门训练中都将重点进行，我们将在介绍专门训练时详细介绍失重训练的具体情况。另外，经常的飞行训练可以保持宇航员的飞行技术，还可以进一步提高宇航员在可能的失误情况下迅速做出判断和反应的能力。除以上训练外，还要进行必要的救生训练。为了训练宇航员在着陆后的自救能力，要进行热带、沙漠以及海上的紧急着陆训练。先以授课的形式讲解生存概念，各种环境条件特征和要素，然后进行生存方法的示范练习，最后每种情况至少进行一周的训练，内容包括：在无人营救的情况下，如何出舱、如何呼救、无线电联系、定向，甚至觅食、搭帐篷等一系列保证生存的工作。专门训练是针对特定的飞船在发射前1年的训练。在专门训练之前，宇航员对飞船的有关知识已经掌握很多了。这时要对他们进行基本操作知识、操作技能和操作程序的训练，还有宇航员分组配合工作的训练，以及航天生活方式的训练。通过这种训练，使宇航员能够掌握飞行计划，并熟练地操控飞船完成预定的任务，很好地在太空中生存。这时宇航员要在专门的飞船模拟器中进行训练，美国的休斯敦载人航天中心、俄罗斯加加林宇航中心都有完备的训练模拟器。模拟器可以完全模拟飞船的各个系统设备的工作情况，模拟飞船的发射、运行、交会对接、返回制动以及返回地球时的各种过程和现象，使宇航员就像进行真实飞行一样，完成一次完整的飞行，做应该做或可能做的各种工作。除此之外，模拟器还可以根据对飞船的故障分析，模拟数百种故障。这种有意造成的故障，可以训练宇航员的分析判断、排除故障的能力及应变能力。经过这样的训练，宇航员在真正航天飞行过程中遇到故障也可以较好地完成任务，不至于手忙脚乱了。宇航员还要再次接受飞行中可能受到的环境训练，例如飞船的热真空试验。这项试验是在特制的可以抽成真空的容器内进行，宇航员进入被放在真空模拟器中的飞船内工作，进行试验，模拟高真空和温度交变条件下的环境。宇航员在太空中遇到的最普通又最长期的特殊情况就是失重了，为此宇航员必须接受严格的失重训练，并在起飞前再次接受这方面的长期培训。为了在地面上能够形成模拟空间失重情况，人们想了许多办法。开始时是采用飞机的抛物线飞行造成失重环境，但是这种办法只能产生30秒钟的失重状态，后来又采用了落塔式、落管式等方法，但这些方法最多只能产生几分钟的失重环境。而宇航员在太空中要长期处于失重状态，为了训练宇航员对失重状态的适应能力，就必须创造长时间的失重环境，使宇航员达到在这种环境下训练的目的。为此，美国人在马歇尔空间中心研制了大型中性浮力水槽试验装置。简单地说，这个装置就是一个盛有特殊制备用水的大型水槽，直径有23米，深12米。将受试物如飞船放入水中，利用水的浮力作用使它成为中性漂浮物，用以模拟零重力条件。让被训练的宇航员穿上宇航服，并在宇航服上经过适当的
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