本文格式为Word版,下载可任意编辑太空行走的训练 人类长期以来生活在重力环境里,而航天员在舱外执行各种任务时是处于一种微重力环境在微重力环境下行走或工作可不是一件简单的事,当航天员依照地面的习惯来行走或操作时往往会“用力过度〞,使自己飘离航天器或无法确切地完成操作而且,在分析航天事故中,可以发觉好多事故与航天员违反操作规程和训练不够有关因此,为了更好地完成出舱任务,航天员在执行任务前都举行过屡屡的舱外活动训练舱外活动训练包括地面训练(理论知识教育、失重飞机训练、水槽训练)和太空训练两种, 地面训练首先需要理论知识的教育,在课堂上介绍与出舱活动有关的一些理论知识,例如,如何举行舱外活动、航天员在舱外活动中会发生什么危险和出现哪些生理变化、应当如何应对、穿脱舱外航天服的程序、舱外活动的阅历和技巧等,并要讲解如何使用地面训练设备举行训练除此之外,还要举行失重飞机训练,体验真正的失重感觉失重飞机在举行抛物线飞行时可以产生暂短(约30秒左右)的失重飞一个起落,失重飞机可以做10屡屡抛物线飞行,这样航天员就可以举行失重体验和一些简单操作(如穿脱航天服)等训练 在航天员飘浮到舱门外进入太空之前,务必花费好多时间去学习如何举行舱外活动。
地面出舱活动训练最好的设备是一个名叫“中性浮力水槽〞的设备,它像一个大游泳池一样,可以将1:1的航天器模拟器放到里面,也可以将今后在太空中需要移动部件和需要操作部件的复制品放入其中航天员穿着出舱航天服在水槽里反复举行出舱和太空作业训练,以熟悉今后舱外活动的程序航天员假如在太空出舱活动1小时,一般要在水槽中训练10小时左右,整个训练程序与航天员在太空中将要执行的程序完全一致现在我国已经建造了亚洲最大失重水槽,它对“神七〞航天员的出舱活动训练提供了良好的条件 美国航空航天局的中性浮力水槽是在德克萨斯州休斯顿的约翰逊太空中心,这是一个可以盛满2270万公升水的巨大水池,长62米,宽31米,深12米,里面配备了举行训练用的附属设备,例如净水系统、环境操纵系统、电视监控系统和运输航天员和设备的吊车在水槽的底部放置着一个国际空间站的模型和航天飞机的模型,大小和结构与真正的国际空间站和航天飞机一模一样 虽然水槽底部的情景与在太空中的情景相像,但又不完全一样航天员在那里并不是处于真正的失重状态,只是处于一种中性浮力状态中性浮力的意思是指物体或人在里面不会上浮到水面,也不会沉到水底在水槽中,重力和浮力作用在航天服上,使航天员处于一种中性浮力状态。
当航天员在里面浮动时,产生了一种类似于在太空失重环境下的漂流感人在水槽中,只要运动速度足够慢,就可以真实地模拟出在太空里移动或负重的效果,以便训练航天员更好地完成太空中的舱外活动 在中性浮力水槽中训练时,航天员穿着与舱外航天服一样的训练服,因此他们务必首先学会如何穿上127千克重的这种特制服装,并学会如何用戴着舱外航天服的大手套的手使用工具,如何在水槽中自由活动及完成所安排的训练任务国际空间站航天员在太空可以使用两种舱外航天服,他们要到不同的地方举行训练:到俄罗斯星城的加加林航天员训练中心学习如何使用俄罗斯的舱外航天服,到美国德克萨斯州休斯顿的约翰逊太空中心的水槽中举行使用美国舱外航天服的训练 当航天员穿上标准的水下呼吸器传动装置后,将进入水槽举行舱外活动训练不同航天员的训练科目不尽一致,这主要是根据航天员今后在太空行走中所完成的任务来决定航天员在水槽中训练时,会受到富有阅历的潜水员保护他们一方面帮忙航天员四处走动,让航天员适应穿舱外航天服在水槽中活动;另一方面,万一航天员出现意外的话,他们可实施紧急救助航天员在水槽中训练时,还需学习如何在一个地方停留不动,由于在太空中稍用一点力,航天员就会飘到别的地方去了。
航天员还有一项重要学习内容,那就是在太空行走中如何使用各种工具假如这名航天员在国际空间站上停留的时间不长,仅仅是参与建造国际空间站或者是修理和安装“哈勃〞太空望远镜的话,那么,他只要练习如何完成某项特别任务就可以了在飞离地球之前,他将把每项任务练习几十次,直到每次都能够确切地完成假如这位航天员是长期驻留在国际空间站的观测组成员,需要屡屡出舱活动,完成多项任务,那么,他还要学会在太空中如何修补航天服,以及安装所有可能被破坏的物品,这样他在水槽的训练时间会超过100小时以上 一般状况下,通过地面出舱活动训练,航天员可以完成预先规定的出舱计划和任务可是,终究地面有重力状态下的训练与真正微重力的环境不完全一致,在举行繁杂的舱外活动时,问题就暴露出来了例如,在航天飞机STS-49飞行时,需要航天员捕获一颗卫星要捕获住这颗卫星,必需在卫星上安置捕获棒但是,航天员在举行第一次出舱活动时,在卫星上安置捕获棒遇到了困难这是由于在太空捕获卫星时,航天飞机,卫星、机械臂、航天员、捕获棒都处于运动状态,而且是在太空微重力环境下的运动,在地面训练中没有一个高度逼真的综合训练设备能综合地模拟这些运动状态,航天员也无法举行逼真的、微重力环境下在卫星上安置捕获棒的训练。
因此,第一次出舱活动捕获卫星的任务没有完成但是通过这次捕获卫星,对航天员是一个训练,使他们初步了解了在太空“抓〞卫星的窍门,这是一次综合的、真实训练其次次出舱时,还举行了太空“抓〞卫星的训练,方法是让在航天飞机机械臂末端的航天员,花费一定时间举行捕获操作的练习第三次舱外活动时,由于举行了上两次真实的太空训练,卫星被成功地捕获和修复了因此,对于一些繁杂、地面无法模拟的操作,可以在太空的真实条件下举行训练 举行出舱活动训练大有必要,也是卓有成效的1993年12月,航天员通过5坎出舱活动,首次成功地举行了“哈勃〞太空望远镜的维修这些航天员曾为完成这个任务,在中性浮力水槽中花费了400多小时的训练,并在大量其它训练设备中举行了无数小时的训练,这些训练对他们完成这样繁杂的舱外作业任务起到了至关重要的作用举行过舱外活动的航天员们都认为水槽训练特别有用在航天飞机STS-111返回的庆祝会上,航天员富兰克林说:“感谢中性浮力水槽试验室的所有工作人员,是他们使我们有可能把握在太空举行舱外活动的所有技能〞这不是一般的客套话,而是加入过出舱活动航天员的肺腑之言可以想象,假如没有飞行前的出舱活动训练,出舱活动的事故就会增多。
由此可见,与载人航天初期相比,现在出舱活动频繁而没有出现重大事故,不得不归功于舱外活动装置的日益完善和严格的舱外活动训练 随着载人航天的发展,人类到太空工作的时间越来越多,舱外活动日趋频繁目前航天员的舱外活动还有好多地方需要提升,有关的好多医学问题也有待解决,航天界正在为此努力,以便使今后舱外活动的危险性和对航天员的身体影响更小 责任编辑 兆然 — 6 —。