三、选拔训练

• 航天员训练有58个专业，被称为“58个阶梯”，每登上一个阶梯，就离太空更近一步。
• 行走训练看似简单，实际上极其耗费体力，每次结束训练，航天员都会累得连筷子都拿不动。
• 航天训练模拟器研究室主任晁建刚说：“用常压环境模拟真空环境中的工作模式，是模拟器的一大特色。”

航天员的基本能力训练

北京航天城是我国航天员进行训练的地方。航天员训练有58个专业，被称为“58个阶梯”，每登上一个阶梯，就离太空更近一步。

14名航天员都有随“神舟7号”飞天的机会，意味着他们都要接受相关训练。

沿北京八达岭高速路前行，出北安河出口，向西行驶10分钟，就到了“中国北京航天城”。

在这个名叫唐家岭的地方，占地约3500亩的航天城内外戒备森严。14名航天员就是在这里接受训练的。

航天城内，航天员们居住的房子都是红色的，因此被称作“红房子”。

“红房子”是航天城这个禁区中的禁区，航天员从星期一到星期五都住在这里。“红房子”外有重兵把守，如果有人试图偷看或拍照，警卫们会“很客气”地请立即离开。

航天员的个人情况对大多数航天城内的工作人员也严格保密。

这些航天员除了要严守军队纪律，还要严格遵守《航天员管理暂行规定》，其内容苛刻得有些不近人情：

不准在外就餐。节假日期间不准私自外出。不准与身份不明的人接触。不准暴露自己的身份。不准抽烟喝酒。不准个人开车。不准驾驶摩托。

不仅如此，他们一日三餐吃什么，都是营养医师说了算。食物还要留样保存，多数食品要到指定的商店采购，蔬菜都来自京郊的绿色蔬菜基地。

就这样，14名航天员虽然过着“没有自由”的生活，但没有一个人不希望自己成为坐在“神舟7号”里的幸运儿。

在成为航天员之前，他们几乎都是战斗机飞行员。有意思的是，这14名“小伙”清一色身高1.70米，体重都在65公斤上下。都出生在上世纪60年代，大多来自农村。都有10年以上的战斗机驾龄和超过1000小时的高空飞行经验。

那么，这些战斗机飞行员是怎样变成航天员的呢？在飞船上升阶段，航天员要承受火箭加速带来的巨大噪声和超过航天员体重5倍的超重。

在轨飞行阶段，他们又将面对失重和宇宙辐射。在返回阶段，他们将再次经受超重，还要耐受高热。

在飞船重返大气层时，高速飞行的返回舱与大气摩擦，将产生几千度的高温，尽管返回舱采用了高效防热材料，但仍无法避免一定程度的温度上升。

着陆时，他们还要经受最后一关，即强大着陆冲击力的考验。

这四道关对人体承受能力的要求非同寻常，因此，14名航天员都必须接受严格的体能及心理训练。

床、转椅和秋千，这些原本非常普通的物件，在航天员训练中心，成了最“恐怖”的“刑具”。

离心机的转动使他们的面部严重扭曲。而经过游泳“长途跋涉”后，航天员常常累得拿不动筷子。

先说床。在飞船进入轨道的最初几天里，航天员体内的血液会因失重而向头部转移。

为了提高对失重环境的适应能力，“神舟7号”航天员需要接受一种特殊的卧床训练。

在一张特制的倾斜床上，头朝下躺着。其间，这张床会变换各种低位角度，来调节他们体内的血液分布。

参加这种训练时，航天员往往会出现面部充血和肿胀、鼻塞、头痛等症状。尽管如此，他们仍要学会在这种状况下进食、饮水、睡眠和清洁个人卫生。

航天城里的转椅，坐上去绝对不会感到轻松。它能够做360度的快速旋转，同时上下、前后摆动。

它一旦被启动，就开始加速，最快时大约每2.5秒就能转一圈。转椅前方有一块绘着黑白相间图案的大幕布，转椅每转一圈，幕布上的图案就闪动一次。

人在飞速转动的转椅上，过不了一会儿，就会感到头晕眼花、心脏狂跳。转椅训练主要用于检查航天员的前庭功能，以及增强他们对运动病和眩晕的耐受能力。

这里的秋千，也不是为了唤起航天员对美好童年的回忆。它的外观颇似汽车的“驾驶舱”。

启动时，秋千在高达数十米的钢架的保护下，被四条钢臂凌空提起，荡起高度达8米。同时，在电磁力的作用下，它不断摇摆晃动，摇摆幅度达15米。

与离心机相比，床、转椅和秋千带给航天员的“痛苦”根本就算不了什么。

有报道称，北京航天城里有亚洲规模最大的载人离心机，其旋转手臂长8米，最前端是一个椭圆形不锈钢封闭吊舱，航天员们就呆在这个舱里。

离心机开始旋转后，航天员身体承受的过载，能达到其体重的8到9倍。

此时，他们的面部肌肉会因受到牵引而严重变形，呼吸也会变得异常困难，同时眼泪会止不住地往外流。

这一状态往往要持续40至50秒。在离心机里的训练，主要是为了模拟载人航天器上升和返回时的持续超重状态，使航天员具备在超重环境下，正常操纵飞船和通信系统的能力。

模拟出舱活动训练流程

即将发射的“神舟7号”所执行的关键任务是太空行走。航天员出舱活动时，在太空中处于失重状态，因此，加强对他们的失重训练显得尤为重要。

当时，世界各国航天员进行失重训练，主要是利用失重水槽。在水槽中，航天员穿着特制的舱外活动训练服，进行出舱活动模拟训练，其感觉与在太空中并无太大差别。

这样的行走训练看似简单，实际上极其耗费体力，每次结束训练，航天员都会累得连筷子都拿不动。

航天员完成太空行走，要经过至少8个步骤，其间必须经受骤冷骤热、微流星体及轨道碎片撞击、热辐射等考验。

如果说“神舟7号”航天员在地面上的训练可以用“磨难”二字来形容，那么，其“太空行走”绝对称得上是“历险”了。

严格讲，“太空行走”其实并不是行走，因为太空中根本就没有路。它指的是航天员身着舱外航天服，在航天器舱外进行作业，以及依靠自身携带的生命保障系统，在月球、火星等其他天体表面进行科学探索的“舱外活动”。

那么，“神舟7号”航天员的太空行走，将经历哪些步骤呢？答案是8大步：

第一步是选择窗口。飞船进入太空后，航天员通常需要两天左右的时间，来适应太空飞行过程中的微重力环境，之后就可以根据舱外的太空环境，选择太空行走的“窗口”，即太空行走的最佳时间间隔。

通常，专家们会根据以下几个因素来选择“窗口”：要有效避开太阳爆发性活动期、南大西洋辐射异常区，以及较大的空间碎片，以免对航天员的身体和安全造成伤害；太阳的光照条件要适中，否则，从零上120多度到零下100多度的巨大温差，将对航天员及舱外航天服形成巨大挑战。

此外，为确保太空行走的过程能被完整、有效地监控、记录下来，飞船及航天员最好是在地面站能够测控、覆盖的范围内活动。

第二步是进入气闸舱。“神舟7号”将搭载3名航天员，在进行太空行走前，其中两名航天员进入气闸舱，另一名则留在返回舱内，负责监视飞船的运行状态。

气闸舱是“神舟7号”实现关键性技术突破的具体体现之一，是专门供航天员进入太空或由太空返回舱内所用的气密性装置。

它有两个气闸门，与密封座舱连接的是内闸门，另一个是可通向太空的外闸门。

当航天员准备出舱活动时，通常先给内闸舱加压，随后通过内闸门进入气闸舱。

第三步是穿舱外航天服。舱外航天服是本次“神舟7号”技术创新的另一个关键点。

它由舱外压力服、真空屏蔽隔热服和背包式生命保障系统组成，结构复杂，科技含量很高，俨然一个小型航天器。

如前所说，我国自主研发的舱外航天服已经制成，但此前我国曾从俄罗斯购买了全套的舱外航天服，究竟让“神舟7号”航天员穿着哪套舱外航天服进行太空行走，将由专家们研究决定。

舱外航天服是航天员进行太空行走时的“保护伞”。太空中，阳光照射之处的温度可高达120多度，而背着太阳的一面，温度又会降到冰点以下。

如此骤冷、骤热的变化，对舱外航天服的材料及防护层提出了特殊的要求：

它必须能防止真空、热辐射等对人体的危害，必须具有气密、承压、隔热、调温和抗微流星体及轨道碎片的性能，还要具有完整的生命保障系统以及一定的在轨机动能力等。

第四步是吸氧排氮。综合多种因素考虑，舱外航天服内的气压往往小于一个大气压。气压的降低会带来新的问题：如何保证航天员的生理健康。

由于人体血液中融有一定的气体，人在进入低压环境时，这些气体，特别是氮气就会分离出来，在血管内形成气泡。

过大、过多的气泡会压迫人体内部的组织，从而引发皮肤瘙痒、关节或肌肉疼痛、咳嗽和胸闷等疾病，严重时还会出现中枢神经系统症状等，这就是航天医学中所说的“减压病”。

为解决这一问题，航天员在出舱前，要先在纯氧环境中停留一定的时间，使体内氮气释放出来，以减少发生“减压病”的几率。这个过程被称为“吸氧排氮”。

第五步是打开外舱门，开始进行太空行走。前四个步骤完成后，航天员便可以通过泄压阀泄压，在气闸舱内的气压与外太空的接近时，安全地打开舱门。

留在舱内的航天员，负责在舱外同伴"行走"过程中出现意外时伸出援手。

由于舱外环境极端恶劣，所以，太空行走充满了风险。以往其他国家航天员进行的太空行走，虽然没有出现过重大事故，但航天服制冷系统失灵、航天员身体不适、外舱门不能关严、航天服被微流星体局部损坏等小问题却不断出现。

“神舟7号”航天员进行的太空行走，将是中国人的首次太空漫步，其主要任务是检验太空行走设备、积累相关经验。

所以，其在舱外停留的时间估计在半小时左右，而且不会远离飞船。

第六步是释放小卫星。太空行走结束后，航天员会从气闸舱中取出小卫星，并将其释放到太空中。它将承担起监测飞船运动状态和进行其他科学观测的任务。这一步骤是本次太空行走计划特意安排的。

第七步是返回气闸舱。航天员成功释放小卫星，圆满完成本次太空行走任务后，会打开气闸舱的外闸门，返回气闸舱，然后关闭外闸门，打开压力气瓶的开关，向气闸舱内充气，使其复压。

第八步是返回主舱。当气闸舱的压力与主舱平衡时，航天员便可以通过内闸门返回主舱，为太空行走画上完美的句号。

出舱教练员的模拟探路

直接面对太空的真空环境，这是载人航天中最危险的任务之一。“神舟7号”飞船任务中，航天员要离开飞船执行出舱活动任务。

在执行出舱活动任务时，航天员要面对如下挑战：能见度减小；空间定，空间定向能力降低；感觉灵敏度下降；身着舱外航天服使活动受限；身体支撑力减弱；在低压和环境中工作，需克服服装充压对工作造成的影响，因此，易引起身体疲劳。

针对出舱活动的这些特点，航天训练中心将出舱模拟训练，当做“神舟7号”航天员乘组训练的重中之重。

在航天员面临挑战的同时，航天员教员也面临着挑战。他们首先遇到的问题是，没有试验标准、不明试验条件。于是，他们毅然选择自己作为“试验品”。

为了验证“神舟7号”飞船任务中，航天员的出舱程序，水下出舱程序验证试验在青岛展开。

教练员身着重达200多公斤重的装备，在10米深的水下、承受比平时多1个大气压的环境里，连续多日工作。

而且，每日持续工作5小时以上。因此，风险大，工作负荷也大。例如，在地面看似很简单的一个操作，在水下却需要付出超出平时一倍以上的体力。

此外，为验证气闸舱接口关系和过闸程序的合理性，获取人-舱之间的医学和工效学数据，为“神舟7号”出舱活动的时间安排和飞行手册的设计提供参考，就需要进行载人低压试验，即在真空试验设备内，进行人-舱-服综合联试。

该试验在真空条件下实施，此前从未进行过类似试验，气闸舱接口全新，试验存在很大风险，对参试者的身体素质和理论操作技能要求很高。

于是，训练教员主动承担了初试的任务。他们说：“我们是航天员教员，保证航天员训练安全有效，是我们的基本职责，亲自参试、亲自体验，才能制定出安全可行的航天员训练方案。”

就这样，航天员需要进行的所有训练，教员都率先体验，将操作的动作规范化后形成教材，再教给航天员。

遇到有危险的训练时，教员更是亲历亲为，先行示范，在确保动作安全、可靠后才教给航天员，哪怕冒着生命危险也不迟疑。

进行模拟出舱综合训练

航天员系统副总指挥杨利伟说，针对“神舟7号”太空行走的任务，航天员经历了3个训练阶段：基础理论训练、专业技术训练和出舱程序训练。

基础理论学习中，潜水理论和基本技能等很多课程都是新开设的。

专业技术训练，则主要是针对舱外航天服和气闸舱的理论与操作技能，其中难度最大的是舱外服操作训练。

第三阶段是出舱程序训练，也就是在失重水槽、低压舱以及出舱活动程序训练器这三大关键设备中，模拟出舱全过程的训练。

由于“神舟7号”出舱活动是由两名航天天员共同，完成，因此在训练中一般安排两人一同训练。

其中，航天员翟志刚模拟出舱，航天员刘伯明在轨道舱协助。有时也有3人训练模式，即翟志刚和刘伯明在模拟气闸舱环境下，操作舱外服和一些舱载设备，航天员景海鹏则在返回舱里发布口令对话，互相配合。

这样，一套完整的出舱活动训练程序常常需要20多个小时。而且，一次训练不可能把完整的程序完全走一遍，所以，教员们把整个出舱活动程序模拟器训练分成了四个阶段，进行分段训练。

航天员在阶段训练考核通过后，才能再进人下一阶段的训练。每次训，航天员虽然穿有液冷服，但内衣总是被汗湿，可见训练强度之大。

模拟器训练中有一个“高难动作”，即组装气液组合连接器，通风、液路冷却液要通过这个装置，连接到航天服上。

在平常的训练中，教员一般用1分钟都很难装上，但翟志刚熟能生巧，他只需要5秒！

有时候，航天员训练得很正常，但教员会突然叫停，随机地设置一些飞行中可能出现的故障，以培养航天员处理故障的能力和处变不惊的心理素质。

比如，当仪表板和服装压力表上出现“舱外服泄露”报警时，航天员必须及时反应，快速有效地按照预先设定的操作步骤进行排故操作，直到故障现象消除。

2008年6月，航天员便开始了试验舱“两俄”模式常压下正常程序、故障处置程序的训练。

在“两俄”模式训练顺利完成后，又转入了“一中一俄”模式训练。

所谓“两俄”模式，指的是两名航天员着两套俄罗斯“海鹰”舱外服，在试验舱内进行训练。

而“一中一俄”模式，则是一名航天员着中国“飞天”舱外服，另一名航天员着俄罗斯“海鹰”舱外服进行训练。

每次训练，从关闭舱门开始到航天员出舱，需2小时40分钟。而训练之前，众多岗位都要提前1小时做准备工作，部分岗位的准备工作要提前5个小时。

训练之后的总结，以及舱外服吹干、服装和舱载设备断电、撤收以及试验舱撤收等整理工作，则还需要4个小时。

由于“神舟7号”任务更复杂，航天员需要进行的主动操作更多，要求航天员主动大于被动。

因此，“神舟6号”训练的目标是“航天操作零失误”。而针对“神舟7号”训练，专家们提出的目标是：

航天员在执行任务过程中，能不依靠外界主动完成任务。

要知道，飞船不断运动，航天员出舱后一旦出现操作上的延迟，飞船可能飞出了测控区，无法得到地面支持。

所以，航天员必须具备独立完成任务和处置应急情况的能力。同时，“神舟7号”训练强度，远远超出前两次任务。

例如，航天员仅是在出舱前进行的组装航天服、在轨训练等准备工作就长达10多个小时，连一个螺丝都要拧20多分钟。

比如在模拟失重水槽中进行训练时，航天员连人带衣服重达250多公斤，进行任何一个操作都非常困难。训练结束后，航天员常常累得拿不起饭碗。

出舱活动训练是“神舟7号”任务新增的训练项目。难度大、风险高，是航天员训练的关键和重中之重。

出舱训练，是在出舱活动程序模拟器，模拟失重水槽和舱外航天服试验舱3大设备上进行的，因为出舱程序的完整过程在地面很难完整模拟，它需要分解在3个设备中完成。

最危险的有两个现场，一个是舱外航天服试验舱的低压训练。

航天员要穿着舱外航天服在10帕以下的环境中训练，在真空环境中，一旦服装或者舱载设备出问题，都有可能出现危险。

另一个就是模拟失重训练水槽，航天员要着水槽训练航天服在10米深的水下训练，一旦出问题，就有可能出现溺水，减压病等。

出舱活动程序训练模拟器，用于训练出舱活动期间航天员对气闸舱和舱外航天服的操作。不过，它的形状并不是传统概念中的“机器”，而是个开放式实验室一样的房间。

房间中央天花板上类似“威亚”的悬吊系统，吊着两套航天服。在“威亚”的作用下，航天服能够上下左右移动，以模拟在太空失重状态下的相对运动，供航天员进行穿、脱航天服的训练。

从外观、结构到重量，训练用服装与航天员上天穿的舱外航天服一模一样，但天上用的舱外服里保持着40千帕的压力，而地上用的这两套服装是没有压力的常压服。

航天训练模拟器研究室主任晁建刚说，用常压环境模拟真空环境中的工作模式，是模拟器的一大特色。

航天服对面的墙上，“镶”着一面如同巨型高压锅锅盖的金属圆形物，这就是模拟轨道舱通往太空的“舱门”。

解锁-转动手柄-开门-套舱门保护罩-关门-取罩-检漏，航天员仔细地完成每一步，计算机仿真技术在各种仪表上显示出空间设备的工作状态。

随后，航天员们进行了失重水槽模拟太空行走的训练。水槽训练中，航天员穿着120千克的水槽训练服，模拟在失重状态下，从开舱门准备到返回飞船的舱外活动全程。

这种姿态是固定的，即与地面的角度是30度，这使得任何一个动作都需要耗费很大的力气。

乍看上去，波光的圆形失重水槽与游泳池并无两样，28至30度的水温也与游泳池相似。

不过，训练水槽的水下却另有玄机。这里的水槽壁遍布着指挥、监视系统，能把岸上的教练员口令和航天员的动作紧密地联系在一起。

教员发出的每一条指令，航天员在水中与之对应的操作，全部显示在电视屏幕上。航天员翟志刚说，第一次水下训练结束后，他累得仿佛虚脱了一般。

在这个“游泳池”里进行的还有轨道舱水下实验。把模拟轨道舱放入水中，能够从某种程度上验证轨道舱的功效学性能，比如，舱内设备摆放是否合理，等等。

此外，航天员还进行了低压舱训练。低压舱又叫舱外航天服实验舱，用于模拟太空的真空低压环境。

实验舱外表是一个巨大的圆筒，圆筒里形形色色的设备中间，同样悬吊着两套航天服。这是真正的、能够经受住低压环境考验的舱外航天服。

训练开始，两名航天员从准备间走进实验舱。纯白和纯蓝色的紧身液冷服，把他们从头到脚包得如同电影里的“蜘蛛侠”。在工作人员的协助下，他们像虫子钻进蚕蛹一样，进入了航天服。

随后，舱门徐徐关闭，实验舱和舱外航天服开始加减压力。监视器上，只见一位航天员在进行设备操作，另一位则拿着飞行手册进行确认。

工作人员与航天员之间的对话，不时通过扬声器清晰地传来：“01明白！”“一切正常！”