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宇航员如何训练、为任务做准备以及在太空生活
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要点
宇航员培训是一个多年的过程,从针对教育、经验和身体素质的选拔筛选开始,然后进行数年的地面培训,之后才能进行任何飞行任务。根据美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA),候选人学习航天器系统并在水下练习太空行走,ESA候选人也学习俄语,而国际空间站(ISS)上的生活遵循固定的日常日程,包括工作、锻炼和睡眠。
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航天机构不会在短期课程后就将人员送入轨道。NASA和ESA都描述了从竞争性选拔过程开始、在候选人被分配执行任务前进行多年的专门地面培训的多年管道。
谁可以申请以及他们需要什么
根据NASA官方宇航员常见问题解答页面,NASA要求申请人是美国公民(包括双重国籍者),并持有经认证机构授予的工程、生物科学、物理科学、计算机科学或数学硕士学位。候选人可以改为提供三年的相关专业经验或至少1,000小时的机长时间,其中在高性能喷气式飞机中至少850小时。
NASA没有设定年龄限制;该机构的常见问题解答指出,以往入选的班级年龄从26岁到46岁不等,平均34岁。医疗标准没有豁免制度:候选人必须没有任何可能损害其飞行能力或被航天飞行加重的疾病,并且必须完成NASA的长期飞行体检。根据2024年联邦薪资标准,活跃宇航员的薪酬为每年152,258美元。
任何飞行前的地面培训
一旦入选,NASA宇航员候选人在德克萨斯州休斯顿的约翰逊航天中心进行大约两年的培训,根据NASA官方宇航员招聘页面。该机构将该计划描述为教授'太空行走、操作空间站、驾驶T-38喷气式飞机和控制机械臂等基本宇航员技能'。太空行走练习在中立浮力实验室(NBL)进行,该实验室位于水下,NASA约翰逊航天中心培训页面称其为'世界上最大的室内游泳池之一',用于模拟失重,供穿着宇航服的机组人员排练舱外活动。
ESA将其计划分为三个阶段。根据ESA培训页面,基础培训在德国科隆的欧洲宇航员中心进行,持续约一年,涵盖ISS系统、用于到达空间站的SpaceX、波音和联盟航天器,以及太空行走、机器人、对接程序、俄语教学和生存培训。随后是一个长度可变的任务前阶段,宇航员在全球合作伙伴网站上建立NASA、Roscosmos、JAXA和CSA系统的专业知识。一旦被分配到特定飞行任务,宇航员进入约两年的'增量'培训阶段,重点关注他们即将进行的大约六个月的ISS驻扎。
ESA还将类似课程列为准备工作的一部分,包括CAVES(一个地下探险式项目)和NEEMO(使用水下栖息地模拟航天飞行的某些条件),以及名为PANGAEA的地质野外工作培训。
ISS上安排的一天
ISS上的生活遵循计划的时间表,而不是宽松的日程。ESA Outpost42博客文章描述了空间站的日常日程,称机组人员的工作日围绕晨间规划会议、实验、有效载荷安装、维修和家务的约6.5小时、专门的午餐时间和晚间规划会议展开,之后是自由时间和睡眠。
- 锻炼:严格的2.5小时,使用自行车测功仪、跑步机和阻力锻炼装置,旨在限制在微重力中发生的骨骼和肌肉流失,根据ESA博客。
- 睡眠:ESA博客描述了在微重力中大约8.5小时的睡眠时间。
- 自由时间:ESA博客指出,机组人员可以在晚间时间用于晚餐、个人交流或从空间站的圆顶窗口观看地球,然后睡眠。
根据ESA博客文章,日程安排通过称为机载短期计划查看器(OSTPV)的机载规划工具进行跟踪,该工具将每天的活动显示为单个时间块,这就是为什么ISS的日子经常被描述为时间紧凑而不是灵活的。
选拔和培训一览
| 标准 | NASA | ESA |
|---|---|---|
| 国籍 | 美国公民(允许双重国籍) | 所审查的资源中未详细说明 |
| 最低教育程度 | 工程、生物或物理科学、计算机科学或数学硕士学位 | 所审查的资源中未详细说明 |
| 经验替代方案 | 3年的专业经验或1,000+小时的飞行时间(850+在喷气式飞机中) | 所审查的资源中未详细说明 |
| 选拔过程长度 | NASA常见问题解答中未指定 | 所审查的资源中未详细说明 |
| 基本地面培训长度 | 约翰逊航天中心约2年 | 欧洲宇航员中心约1年 |
| 飞行前任务培训 | 所审查的资源中未单独列出 | 合作伙伴机构网站上长度可变的阶段 |
| 特定任务培训 | 所审查的资源中未单独列出 | 大约2年('增量'培训),用于大约6个月的ISS驻扎 |
常见问题
- 成为宇航员需要多长时间?
- 根据NASA官方招聘页面,在NASA,入选的候选人在加入活跃宇航员队伍之前,在约翰逊航天中心完成大约两年的地面培训。根据ESA培训页面,ESA宇航员进行大约一年的基础培训、一个长度可变的任务前阶段,以及一旦被分配到飞行任务就进行大约两年的特定任务培训。
- 宇航员需要是飞行员吗?
- 不一定。根据NASA宇航员常见问题解答,NASA接受三年的合格领域专业经验或至少1,000小时的机长时间(包括高性能喷气式飞机中的850+小时)作为相同申请要求的替代路径。
- 什么是中立浮力实验室?
- 根据NASA机组培训页面,它是NASA约翰逊航天中心的一个大型室内游泳池,用于模拟失重,以便穿着宇航服的宇航员可以在飞行前排练太空行走或舱外活动程序。
- 宇航员在太空中每天锻炼多少小时?
- 根据ESA对空间站日常日程的描述,ISS机组每天遵循安排的2.5小时锻炼,使用跑步机、固定自行车和阻力装置,旨在抵消微重力造成的骨骼和肌肉流失。
- NASA宇航员的薪酬是多少?
- NASA常见问题解答页面列出,根据2024年联邦薪资标准,活跃宇航员的薪酬为每年152,258美元,可能会受到后续调整。
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