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NASA是如何训练宇航员的
成为一名宇航员是很多孩子在成长过程中的梦想。为了得到这份神秘的工作,未来的宇航员必须通过竞争性的选拔。在2021年,NASA从12000多位申请者中只挑选了10位候选人。
根据NASA的说法,参选的基本要求包括美国公民身份和STEM领域的硕士学位(如工程、生物科学或计算机科学),宇航员必须身体健康,能够通过NASA要求严格的体检。
自1959年NASA宣布其第一届宇航员以来,已有350多人成为宇航员。在2020年的一篇博文中,NASA的宇航员Anne McClain总结了该机构对未来宇航员的要求:"适应性强,值得信赖,坚韧不拔,注重细节。"
在太空竞赛期间(冷战时期美国和苏联之间为成为第一个探索太空的国家而进行的竞争),美国军人是首批成为宇航员的人。
即使在今天,在月球上行走的12人都是白人男子。尽管如此,NASA的宇航员队伍已经变得更加多样化,在期待已久的2024年阿特米斯计划中,NASA的目标是让首位女性和有色人种登上月球。
通过选拔的NASA宇航员候选人被称作ASCANs,将,接受为期两年的培训课程,成为完全合格的宇航员。NASA在各种环境中训练宇航员,包括巨大的水池和炎热的沙漠,以测试他们的能力。
两位NASA宇航员在水池中训练
在巨大的室内游泳池和水下航天器中练习太空行走
为了准备在飞船范围之外的短途旅行,宇航员在大型室内游泳池进行水下训练。潜入水池模拟他们将在太空工作时体验的微重力或失重环境,比如练习太空行走。
NASA在德州休斯顿约翰逊航天中心的中性浮力实验室进进行最现代的太空行走训练。它巨大的水池有620万加仑(23470立方米)的水可以部分模拟ISS(国际空间站)的失重环境。
中性浮力实验室中关闭了灯光,以模拟阿特米斯计划中宇航员在在月球南极可能经历的情况
乘坐绰号为“呕吐彗星”的飞机体验失重状态
据称NASA的减重力研究计划始于1959年。作为它的一部分,宇航员通过乘坐被称为“呕吐彗星”的零重力飞机进行训练。通过一系列陡峭的爬升和急剧的俯冲,一旦飞机接近起伏的顶部,飞机上的乘客就可以达到大约25秒的零重力状态。
1958年11月,水星计划宇航员在C-131飞机上,这是第一批被昵称为 "呕吐彗星 "的飞机之一
多年来该计划涉及几种类型的飞机,包括NASA在2004年退役的KC-135 A飞机。2008年,一家名为零重力公司的私营公司接管了NASA的零重力飞行业务。
这架飞机还充当了一个漂浮实验室。研究人员在这些飞行中进行医学研究和晕动病实验,因为飞机的过山车般的机动操作经常让乘客感到不适。
此外这架飞机也是好莱坞的一个重要场景。演员汤姆-汉克斯等人在在1995年的《阿波罗13号》中,在“呕吐彗星”上拍摄了零重力的场景。
为应对紧急迫降而进行艰苦的沙漠生存训练
自1959年最初的水星7号机组以来,NASA的宇航员已经学会了生存技巧,以防他们不得不在偏远地区紧急着陆。
1964年,阿波罗11号宇航员前往内华达州,在炎热干燥的沙漠中度过三天,练习生存技能。在上面的图片中,他们穿着降落伞制成的衣服,在沙漠的炎热中保持凉爽。
1964年8月13日,阿姆斯特朗等几位宇航员在内华达州进行沙漠生存训练
之所以选择在沙漠中训练,因为那里的环境最像外星球。作为阿特米斯月球火箭计划培训的一部分,NASA表示将在亚利桑那州沙漠进行两次实地培训——那里的环境与月球相似。
早期的宇航员还得在一个万向球上疯狂旋转
在太空竞赛期间,宇航员在一个多轴训练器上训练,训练器以每分钟30转的速度让他们疯狂旋转。这个绰号为“万向节”的装置是为了让宇航员习惯在太空中翻滚的航天器中的迷失方向的旅程而设计的。
“这是我们在整个太空飞行训练场上经历的最苛刻的测试或训练之一”,“水星计划”宇航员John Glenn在一段视频中说,“我们真的很讨厌那个万向节装置!”
这个万向节装置是为了训练宇航员控制旋转的航天器而开发的
水星计划最初的7名宇航员和水星13号的13名女性于1960年接受这样的旋转训练。如今NASA不再使用旋转装置来训练宇航员,因为NASA的现代航天器不需要宇航员控制他们的旋转。
在旋转的机器上测试离心力的耐受力
早期NASA还使用一种叫做人体离心机的大型机器来测试训练首次登月的宇航员的重力应力。人体离心机有一个旋转臂,末端有一个可以容纳人体的太空舱。当机器旋转时,测试宇航员们对强烈重力的耐受力。
Glenn回忆道,“我就像一只小白鼠在那个长臂的末端旋转着,看看人类被发射到太空或重返大气层时可能会遇到什么。”
在太空中与心理学家保持联系
未来的宇航员要接受心理和精神检查,以淘汰那些不适合太空旅行的人。随着越来越多的人类冒险进入太空,NASA开始了解太空旅行的精神负担。
进入太空需要承受令人难以置信的高压力。2016年,美国宇航局的人类研究项目发布了一份报告,发现机组成员要忍受睡眠变化、辐射暴露、重力波动和长时间的隔离。
成为宇航员后,国际空间站的工作人员定期与包括心理学家在内的医务人员通过私人视频会议。
考虑到NASA的雄心勃勃的目标——即在不远的将来将人类送上更远的太空(月球和火星),保持宇航员的精神健康将是一个持久的挑战。
本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。