第12节

重力和浮力相等，即中性浮力，获得模拟失重的感觉和效应；但它并没有消除重力对于人体及其组织的作用，因此，它不同于真实的失重环境。目前，这种方法主要用于对出舱活动的航天员进行训练。一般是将1：1的航天器放入水槽中，航天员穿上改制的舱外航天服，进行出舱活动程序的模拟和技能的训练。

为了减少航天运动病的发病率，还要进行前庭功能训练。采用转椅、秋千等旋转和摆动设备产生线性加速度和科氏加速度，或在失重飞机上让航天员头部运动，对受试者的前庭器官进行刺激，以提高前庭器官的耐受能力。也可以利用气功和生物反馈的方法对航天员进行抗运动病的训练。其它的特殊环境因素适应性训练还有飞机飞行训练，跳伞训练，振动、噪声体验，乘员舱大气环境体验以及隔离环境体验等。

飞行模拟

航天员在执行任务时往往需要操纵各种仪器设备，但航天器中的各种设备是数不胜数的，如果航天员在操作过程中出现了一点错误，尤其是驾驶员，很有可能就会机毁人亡。为此，在地面上建立各种模拟设备，这样航天员在这使设备中就可以熟悉操作的程序，适应不同的环境。

飞行模拟器是针对载人航天任务而设计的执行飞行任务的模拟器。其主要功能是在地面模拟太空中的飞行条件和实际载人航天器运动状态，为航天员提供运动感觉、视觉、听觉和操纵负荷等各种感觉，使航天员感到好像真的在太空驾驶航天器一样。

模拟座舱一般采用内部结构和界面与实际航天器完全一致的模拟舱。俄罗斯和美国所发射的各种载人航天器都有各自的飞行模拟器，其中美国“阿波罗”号登月飞船的飞行模拟器，可以模拟从起飞到登月和返回地面等全程序飞行，也有只模拟载人航天某项飞行技术的模拟器，如有模拟飞船的起飞、入轨和姿态如何控制等飞行技术的模拟器。还有模拟在太空作业的专项模拟装置，如太空对接、太空维修和出舱模拟器等。

模拟航天员在太空生活与工作的微小空间环境，也都是以各种舱室的形式来完成的。这种微小生活空间舱室与航天员在太空生活的空间类似，除不能模拟失重环境外，其它都能逼真模拟。这种微小生活空间模拟对于考察和训练人对长期在太空生活的适应性是很重要的。

航天员选训中心

发展载人航天的各国，都有航天员选训中心，比较著名的有美国国家航空航天局的约翰逊航天中心(JohnsonSpaceCenter)和俄罗斯的加加林航天员培训中心(GagarinCosmonautsTrainingCentre又名星城StarCity)。它们主要的任务有：为载人飞行进行预备航天员和正式航天员的选拔；对航天员实施身体素质、心理、特殊环境因素适应性及飞行专业技能的训练，对航天员实施飞行前、飞行中和返回后的医学监督与医学保障，辅助飞行控制中心进行医学监督和及时地分析，并开展航天医学工程研究。

生存之道

载人航天器在应急返回过程中可能降落到各种复杂的地形、气候等恶劣的生存环境条件下，例如寒区、沙漠、山地、森林、海上等，因此必须对航天员进行这些地区的生存知识和技能的训练，使他们熟悉和掌握这些地区气候变化，地形、海况、动植物的情况，掌握生存的基本要领。比如在寒区生存要保持机体的热平衡，在原始森林生存要防御猛兽和昆虫的侵袭，在沙漠中生存是保持水盐平衡。

个人救生

由于载人飞船着陆地点较难控制，特别是应急返回时落点的散布较大，这就给航天员的营救造成困难。在载人飞船上一般装有个人救生物品，供航天员着陆等持营救期间的求救和生存使用。

个人救生物品中应有求救联络物品，以便于航天员使用它们尽快与营救人员取得联系，这些物品包括无线电通信和定位装置、信号枪、焰火管、海水染色剂、闪光灯、反光镜、引火物品、哨笛等。

个人救生物品中还必须有陆上和海上的防寒和遮阳物品，如防寒服、抗浸服、斗篷等。飞船返回着陆在寒区或溅入水中时，航天员穿着防寒服或抗浸服等待营救，防止体热在短时间内大量丧失，延长人的存活时间。当航天员返回溅入水中时，应有漂浮装置，如救生筏或便携式漂浮装置等，以支撑人体浮于水面，等持打捞和营救。常用的便携式漂浮装置包括二氧化碳气瓶、浮囊、吹气管及其它附件。当航天员溅入水中时，牵拉充气拉绳，撞针刺穿气瓶封口薄膜，二氧化碳气体充向浮囊内部，浮囊充气膨胀。也可用嘴通过充气管向浮囊内充气。

救生食品和饮水及急救药包也是十分重要的个人救生物品，对于着陆到高温地区，保证航天员有一定量的饮用水是十分重要的。其它个人生存物品还有手枪、驱鲨剂、渔具、滤光镜、指北针、自卫刀、钢丝锯、干燃料、取暖器、防风火柴等。

参与试验

除了上面说的，在发射前航天员还要参与真实航天器的大型试验和全程序模拟飞行，以及航天技术各大系统的综合试验和演练等，以使他们进一步从总体的高度加深对于飞行任务、计划、程序的理解和掌握。这不仅是航天员训练的重要内容，同时，航天员的参与以及他们对航天系统的意见对载人航天系统的研制也是非常有益的。

---------------载人密闭座舱---------------

太空环境十分严峻，人进入其中航行怎样才能避免外界环境的伤害？就是说，如何才能保证航天员的生命安全？航天工程师研究和制造了一个基本与外界隔绝的密闭环境，即密闭座舱，密闭座舱内的环境可以保证航天员在太空生存所必需的条件。

生活空间供人居住、生活和工作的密闭座舱是载人航天器的主要部分，舱内有装有缓冲超重力的座椅，有各种电子设备、仪表设备及航天员的救生设备。舱体的外壳包有绝热材料，可防止气动力产生的热传入舱内。舱体是由金属材料制成的，有防辐射的功能。密闭舱是增压式的，所以舱内外压力差很大，舱壁具有很强的承受压力的能力。舱体做得很坚固，安全可靠。舱壁四周有供航天员观察地球的舷窗，一般由三层玻璃制成，具有防强光、防紫外线及防辐射的性能。

人在太空中生活和工作首先要具有一定的活动空间。一般生活中我们经常会关心住房大小条件，只要经济条件允许，每个人都会尽可能的创造好的生活条件。其实我们各自的生活空间对我们自身的生理和心理会有很大的影响，在载人航天中这同样是基本问题。目前为止所有载人航天器，包括空间站，提供给航天员的活动空间都不能说是非常宽裕。而面临着太空飞行任务时间的加长，航天器所提供的活动空间更成为一个问题。试想长时间的呆在一个四面都是仪器设备的小房间里会是什么感觉。正因为如此航天工程师们对航天器需要提供给航天员的活动空间作了一个限定，这些限定是根据人类心理对太空任务的可承受程度来制定的。一般太空任务时间越长，需要的可活动空间越大。但在实际的飞行中，由于其它一些条件的限制，实际的空间可能要比理论上的稍小一些，如美国水星号、双子星座和阿波罗飞船舱内空间分别为1.53米3、1.25米3和3.03米3。

载人舱中航天员理论上需要的最小空间飞行时间理论值(米3/人)1~2天1.421~2个月7.36两个月以上17生命保障

密闭舱内最重要的设施，是保证航天员身体健康的生命保障系统。正常情况下人体都有一定的新陈代谢，在这个过程中人体会与周围的环境进行物质和能量交换，而这种交换只有在地球环境下或类似地球的环境下才能正常进行。在进行载人航天活动时生命保障系统实际上也就是要提供这样一个环境，使人体能正常地进行生理活动。

座舱的压力控制系统是生命保障系统最重要的组成部分，维持舱内压力和供人呼吸用氧，对保证航天员健康至关重要。载人航天器舱内的压力并非都是保持和地面的压力一致的，国外用于载人航天器舱内的气体压力有两种。一种是座舱压力及舱内气体组分与地面上一样，即一个大气压力制度。这种压力符合人体的生理要求，人们已经习惯生活在这种气体环境里。

苏联/俄罗斯的载人航天器，从加加林驾驶的东方号，直到联盟号飞船，和平号空间站，密闭舱内的压力，都是用一个大气压力制度。美国现在的航天飞机密闭舱也是用这种压力制度。但这种压力制度的舱内压力高，为保持压力需要的控制调节比较复杂。由于舱体内外所受到的压力差别较大，所以要求舱体结构坚固。航天员穿着航天服出舱活动时，由于航天服所提供的压力较低，为避免减压病的发生，要经过较长时间的吸氧排氮。

---------------出舱前的准备---------------

由于气体在液体中有一定的溶解性，所以人体组织和体液中都融有一定气体。人在进入低压环境时，人体组织和体液中溶解的气体就会分离出来，在血管内形成气泡，如果气泡过大过多会压迫人体内部的组织，使某些组织受损，或在血管内形成气栓堵塞血管，这样就引发各种病症，航天医学中称之为减压病。

体内产生的气泡的气体，主要是溶解在体液组织里的氮气。人从呼吸中吸入的气体是外界空气，它的主要成分是氮气，其次是氧和二氧化碳。氧和二氧化碳在血液中绝大部分(99%以上)与血红蛋白的缓冲物质分别作化学结合，只有很少一部分(不足1%)呈物理性溶解。而氮气不仅不能被身体分解，而且在血液和组织液中溶解度较高，所以它就成为产生气泡的主要气体。而这些氮气在人体中不会迅速的通过血液带到肺部排出体外，因而容易形成气泡，出现减压病。

这种情况之下，航天员在减压前，预先都要吸进纯氧，即在纯氧环境中停留一定时间(2～4小时)，使体内氮气释放出来，这个过程称为吸氧排氮。一般在纯氧环境中吸氧排氮4小时后，大体上可以使人体内的95%以上溶解的氮清除掉，这样就大大减少发生减压病的机会。