航天员女教头黄伟芬：一个人要经历多少考验，才能成为航天员？

作为国家载人航天工程航天员系统的副总设计师，黄设计的航天员训练计划分为八大类，涉及医学、心理学、教育、工程技术、体育等100多个学科和数千个训练单元。用她自己的话来说，宇航员的选择和训练是:在沙子里寻找金子，从最好的中选择最好的，然后用一千锤来练习。在这个过程中，从身体到心理，各个方面都要考虑。黄先生给我们带来了一个演讲，题目是“一个人要成为宇航员需要经过多少次测试？”“谈谈宇航员选拔和培训的故事。

演讲者黄:“一个人要成为宇航员需要经过多少次测试？”》

以下是黄讲话的真实记录:

我是中国航天员科研训练中心研究员、国家载人航天工程航天员系统副总设计师黄。“打造飞行摇篮，培育民族英雄”是我的使命。

三十年前，我以研究生身份毕业，并留在当时的国防科学技术工业委员会航空航天医学工程研究所。该研究所后来更名为宇航员研究和培训中心。

那一年，国防科技工业委员会组织了一次文艺演出，我院也参加了。因此，一群年富力强的年轻人一起构思并排练了一组歌曲和舞蹈。他们以“飞行之舞”开始，以“庆祝飞行的成功”结束。其中包括由年轻人表演的太空行走的霹雳舞，以及各种形式的独舞、歌舞、诗歌朗诵，但我们表达的主题只有一个:实现中华民族在千年中飞翔的梦想。但那时，这只是我心中的一个梦。我们都不知道这个梦想什么时候会实现。

没有人预料到四年后，1992年9月21日，**批准实施“国家载人航天工程”，因此这个项目也被称为“921工程”。又过了11年，2003年，我们终于实现了中华民族的飞行梦想。杨利伟成为第一个进入太空的中国人。我也从安排开场舞蹈和结束“庆祝飞行成功”的黄岛变成了女宇航员教练。那时，一个负责为我们制作舞蹈服装的年轻人成为了一名制作宇航服的技术人员。这些头衔的变化不仅反映了我们的个人生活轨迹。它也是一个国家科技进步发展的反映，因为载人航天计划是一个国家综合国力的象征，并且因为载人航天计划，我们许多人的命运已经改变了。

“神五”的成功让世界了解了中国宇航员。人们经常问我:宇航员是什么职业？什么样的人可以成为宇航员？宇航员是如何被选择的？宇航员应该接受什么训练？宇航员在飞行中做什么？太空飞行危险吗？......简而言之，有很多很多问题。

宇航员是什么职业？宇航员是人类太空探索的先驱，是世人敬仰的英雄，也是一项极具挑战性和风险性的职业。因为他有特殊的工作环境、复杂的专业技能、艰苦的飞行任务和高风险的特点。不是每个人都能做到。因此，航天员必须经过科学严格的选拔，然后进行科学全面的系统训练。

航天员选拔和训练是载人航天飞行不可缺少的重要组成部分，是保证任务顺利完成和飞行安全的重要环节。它在所有国家都受到高度重视。我们能选择和训练合格的宇航员吗？它直接影响载人航天计划的实施和任务的成败。

选择宇航员就像在沙子里淘金，选择成千上万的候选人。然而，宇航员培训是一个反复试验的过程。

到目前为止，已有来自世界37个国家和地区的556名宇航员完成了1000多项航天任务，其中包括11名经过我国训练的宇航员。虽然许多国家的宇航员都参与并完成了太空飞行，但世界上只有俄罗斯、美国和中国拥有完整独立的宇航员选拔技术系统。

什么样的人可以成为宇航员？

简而言之，候选人必须身心健康——良好的身体素质、良好的耐力和对空间环境的适应性，以及良好的心理素质、年龄、身高、体重、教育背景和专业背景必须满足我们的要求。

宇航员的选择包括两类:后备宇航员的选择和机组人员的选择。

选拔后备航天员就是从其他专业人员中选拔符合我们标准、基础好、有资格参加训练的后备航天员。例如，我们将从飞行员中选择空间飞行员，从工程师和技术人员中选择空间飞行工程师，从科学家中选择有效载荷专家，在飞行中进行有效载荷操作，并完成各种科学实验。

后备航天员的选拔涉及基础条件、医学、心理选拔和综合评价四个方面。基本条件，包括年龄、身高、学历、专业背景等43项要求。医学选拔包括各科临床检查和生理功能检查，如跑步机心肺运动试验检查和空间环境耐力与适应性检查。

机组人员的选择是从合格的宇航员中为某项任务选择最好的机组人员。例如，我们选择杨利伟为“神武”，费龙军和聂海胜为“神六”，翟志刚、刘伯明和景海鹏为“神七”。我们主要从思想政治素质、身体、心理、知识和技能等方面进行相应的综合评估和评价。

“空间环境的耐力和适应性”是航天员选拔中最具特色的项目，包括超重耐力、前庭功能、噪声敏感性等。有17种生理功能需要检查，这是非常具有挑战性的。因此，成为一名宇航员并不容易。

例如，“前庭功能”的选择。宇航员进入轨道后，进入太空后的头三天是太空晕车的高发时期。“太空运动病”实际上并不是一种疾病，它是失重状态下人们的一种特殊生理反应，类似于我们在地面上的“运动病”或“晕船”反应。进入太空后，人们可能会因这种反应而感到头晕，严重时还会呕吐。

在921项目开始之前，我们的前辈使用转椅进行前庭功能研究。其中一名受试者前庭功能不佳，在测试期间曾呕吐过。起初，他坐在转椅上呕吐。后来，每当他听说今天要进行转椅测试时，他就开始呕吐。人与人之间的个体差异非常大，这也是我们在实地进行选择的一个重要原因。

心理选拔也很重要，因为宇航员在航行中要承受巨大的心理负担，所以我们必须排除一些潜在的精神病理异常、人格偏差和障碍的候选人，并选择具有优秀心理素质的人进入太空团队。

一般的测试选择方法包括调查、谈话、观察、模拟、测试等。目前，世界上常用的一些心理测试方法和评价标准将应用于航天员选拔。

经过20多年的研究和实践，我们已经建立了一套完整的航天员选拔方法和标准，涵盖了三种类型:航天飞行员、航天飞行工程师和载荷专家。对于不同类型的宇航员，我们会有不同的选择标准。例如，医疗选择标准对飞行员的要求最高，都是从飞行员中挑选出来的，其次是对航天工程师的要求和对载荷专家的最低要求。

这些标准有多严格？让我举一个例子，例如“临床医学选择标准”，这是一个标准，这个标准有120多个条款，每个条款对应许多医学问题的要求。因此，从本质上说，宇航员的选择是一个从最好中选择最好的过程。

通过选拔，我们选出了在身心素质等方面有良好基础的航天员候选人。然而，仅仅选择是远远不够的。因为宇航员在飞行中必须完成大量的任务，所以我们需要对宇航员进行全面系统的训练。训练的目标是使他有能力完成各方面的任务，如思想、身体、心理、知识和技能。

宇航员训练是一个漫长的旅程。因为在这个过程中，他必须经历不断的挑战、测试、检查和评估，只要他不退休，培训就不能终止。

从开始训练后备宇航员到他执行任务的能力大约需要四年时间——相当于上大学，但比本科教育要困难得多。

宇航员训练有八个类别，超过100个科目，每个科目有许多训练单元。因此，我们有成千上万的培训单位，涉及医学、生理学、心理学、科学理论和工程技术，非常多。此外，有些项目非常危险，如航空飞行、跳伞和在低压环境下的舱外活动训练。

我想重点谈谈“超重耐力”训练。

“超重”是航天器在上升和返回过程中遇到的一个问题。超重有两个方向。一个是胸部后部的功能，称为+Gx，主要影响人的呼吸功能。另一个是头盆方向的影响，称为+Gz。如果超重，血液会转移到腿部，头部会缺血。首先，你会逐渐感到视力模糊，然后你就看不见了。我们称之为“黑色视觉”，然后你可能会失去意识，这是非常严重的。人们对超重的承受力在这两个方面是不同的。他们对胸部和背部超重的承受力更强，对头部和盆骨方向的承受力更弱。因此，宇航员在发射时通常处于仰卧姿势。

正常情况下，上升时重量为4克，不超过5克，返回时重量较低，超过3克，不超过4克，但在紧急逃生和救生时，过载相对较大。例如，2018年10月11日，俄罗斯联盟号发射失败，两名宇航员启动紧急返回程序，安全返回。后来，一名宇航员说，他感觉到了6到7克的超重效应，感觉到一块7倍重的混凝土压在他的胸口，他无法呼吸。

超重耐力的个体差异非常大。当我们做实验时，我们遇到了一个课题。离心机一转动，他就立即叫停——我们在离心机上设置了一个安全开关。只要我们按铃，我们就给他紧急停车。后来，当我们问他，他说，一旦离心机转动，他觉得他将被抛出。然而，我们合格的宇航员如果体重达到8克，也就是说，当他们的体重是自己的8倍时，就可以被评估。

除了使用离心机，我们还需要做呼吸练习来帮助宇航员掌握腹部呼吸。通常我们使用胸部呼吸，胸部和背部的超重影响主要是影响呼吸功能，所以你应该学习腹部呼吸来对抗它，然后你应该进行腹部肌肉力量训练，这样耐力可以提高1到2克。

正是因为这样的训练，俄罗斯宇航员在能够承受7克的时候可以安全返回。他们还说，这么多的训练不是白色训练，这是非常有用的，也就是说，我们之所以要建立多达数千个八类训练单位，不是白色设计，通过这些训练，宇航员可以在正常情况下完成任务，同时， 人们还认为，当出现紧急故障问题时，他也能有效地处理，能完成任务并安全返回。

即使通过了选拔和训练，也不是每个宇航员都有机会在太空飞行。即使他们知道他们可能没有机会，他们也会认真对待，成为好伙伴。因为他们认为这是一种集体荣誉，那些获得飞行机会的宇航员也代表了这个群体。

宇航员完成了所有的训练，他也获得了飞行的机会，然后，下一步，他将开始为战争做相应的准备。除了培训之外，还需要做大量的准备工作。

我给你看一张非常珍贵的照片。

这张照片拍摄于2003年10月15日，也就是杨利伟参战之前，我们在发射场的太空公寓准备好之后。

从照片中，你会看到我们都很高兴围着杨利伟，但事实上，你不知道的是我们内心的挣扎和不安。因为我们知道太空飞行是一项高风险的任务，尤其是上升和返回，尤其是上升过程。我们马上就要发射了。有可能发生爆炸。因此，我们既不安又不愿分开。

在我拍摄这张照片的十几分钟前，在我完成准备工作后，我看到翟志刚和聂海胜悄悄告诉杨利伟在进入轨道前还有什么要做，在进入轨道后还有什么要做。当我看到这一幕时，泪水涌上了我的眼睛，我立即转身走进了准备室旁边的小浴室。

我记得我看着浴室里的镜子，泪流满面。我看着镜子里的自己，我说，我绝对不能哭，因为我是这一幕的指挥官，如果我不能控制自己的情绪，那么这一幕的后果将不堪设想。我一遍又一遍地对自己说。我调整了自己的情绪，擦干眼泪，洗了脸，让自己平静下来。

当我照镜子时，我的眼睛没有红，我觉得别人可能看不到它。我出来，把所有人召集在一起，说我们要拍照。翟志刚是一个非常幽默的人。他说了很多非常有趣的话，我们都很开心。摄影师捕捉到了这一刻，给我们留下了永恒的记忆。

在照片中，右上角的三名宇航员是死于前苏联的人。

太空飞行是一次高风险的旅行。在人类航天史上，22名宇航员已经献出了宝贵的生命。正如我刚才所说，事故可能发生在上升和返回期间。例如，挑战者号在上升时爆炸，哥伦比亚号在返回时爆炸。

因此，从现在开始，宇航员必须穿上宇航服，在发射和返回地面之前完成气密性检查，包括紧固地面窗户，做好宇航员的标准着装状态——这也是人类付出了血的代价的一次经历。

今天，我们在前人的基础上，在载人航天工程上走了许多弯路。我们的六次载人飞行相对平稳和令人满意。没有出现过如此极端的问题，但我们也经历过激动人心的时刻。

例如，当神七任务第一次走出机舱。我印象特别深刻。当时是现场直播。我们看着翟志刚在舱口开了一个槽，但很快舱口又弹回来了。他又把它拉开，然后又反弹回来。

事实上，我们已经提前预料到了“开门”的问题，并且觉得开门可能很难。当时，我们的老主任苏双宁，在神七任务期间的载人航天工程副总设计师，总是担心舱盖打不开，所以宇宙飞船开发部研制了一种辅助装置来打开舱盖，我们称之为“撬棍”。宇航员也做过训练。在离开机舱之前，宇航员将把它放在舱门够得着的地方。打开舱门时，宇航员还用了一根撬棍，然后打开了一条裂缝，但打开后又弹了回来。

事后，专家们通过分析找到了原因。事实证明，我们所期望的是，当舱门打开时，内部和外部的压力会达到平衡，达到我们所能承受的范围——但事实上，情况并非如此。因为气闸室实际上是轨道舱的一个改型，里面有很多材料会在真空状态下释放气体——这是我们以前没有意识到的特性。一旦这些气体被释放出来，舱门就会再次被吸起，使得它很难打开。

当然，最终，因为我们的宇航员训练有素，我们打开了舱门，成功地完成了舱外活动的任务。然而，在离开返回舱的过程中，仪器突然开始报告返回舱起火。当时，大家还想，怎么可能，真空里怎么会有火呢？不应该。

但是仪器总是在那里报警，这也干扰了我们宇航员的舱外活动。事后，我们还分析了原因，这是我们的压力传感器设计的缺陷。软件设计没有考虑真空环境中压力变化的特点。

在“神九”任务的会合和对接过程中也出现了“幽灵”问题。

在手动交会之前，在自动交会对接过程中，我和几个作为手动交会对接支援小组专家组成员的老板们正聚精会神地观看大屏幕上显示的图像对接过程。突然，屏幕上出现了两座天宫。当时，我们被眼前的景象震惊了，问情况如何？怎么会有两座天宫？显然只有一座天宫。

虽然可以肯定只有一个天宫，所以一定有假的图像，但为什么会有这种现象呢？事实上，当时我并不知道。因为我正处于调光阶段，我本能地认为这是否与调光实验有关。所以我对我们飞船的老板说，我们为什么不等等看它是什么样子。

过了一会儿，这种“鬼”现象消失了。后来，通过分析，我们知道这是一种光溢出的现象，形成了一个虚假的形象。因此，我们在计划中增加了另一项内容:当“重影”出现时，宇航员可以通过调暗和弱化来消除重影。这些都是我们通过不断实践获得的新知识和新收获。

回顾载人航天的发展史，人类通过不断的实践获得新知识，积累丰富经验，不断成长和发展。从宇航员进入舱前在公寓里开始准备，直到宇航员返回北京回到他们的宇航员公寓，整个过程中可能会有一些问题甚至风险。因此，我们必须对整个过程“三思”。

“双重思维”是我们宇航员的重要法宝。什么是“双重思维”？也就是说，我们应该预见未来所有可能的环节:每个环节可能出现什么问题，当问题出现时，我们应该有对策。对于以前发生过的问题，我们也需要回忆和反思是否采取了有效的措施，是否得到了很好的实施和解决。如果没有，那么我们需要把它纳入计划，并进一步实施和解决它。

载人航天是“千人同心，万人一箭”的事业。载人航天的成功离不开我们项目上上下下人们的系统观念、大局意识、大协作精神、科学方法、态度和严谨细致的工作作风。

“太空教学”是这一伟大合作的充分体现。

众所周知，在2013年的“上帝10号”任务中，我们进行了第一次天基教学。当时，有80，000所学校和6，000万名学生参加了这项活动，并在全世界现场直播。这也是世界上电视直播条件下规模最大、受众最广、教学时间最长、内容最丰富的一次物理教学活动。

空间教学是一项庞大而复杂的巨系统工程，涉及多个单元和复杂的界面。此外，它要求天地之间有很高的协调性，这使得宇航员很难操作。

例如，一名宇航员必须制作一部水膜，但他和摄影师无法修复他的身体。在这种情况下，很难完成精确的拍摄。我们想到的第一件事是使用“天宫”里的摄像机在太空中教学。此外，时间限制和环境也会影响教学效果，但很难在实地进行真正的验证和演练。

尽管面临巨大的挑战，我们始终坚持强调真理的原则，从不提前记录。我们还认为，如果太空教学过程中真的存在极端情况，我们也会告诉所有观众，这种失败反映了太空飞行的复杂性和难度。

第二个原则是:这是一堂教学课，不是表演。因此，我们在人大附中设立了基础班，数百名学生作为代表参加了基础班活动。此外，我们没有选择更有现场体验的央视主持人。相反，我们选择了两名中学物理教师作为基础课的教学任务。

第三个原则是:必须有中国元素。例如，宇航员制作水膜后，他们在上面贴了一小片。设计师为这个小补丁设计的设计是一张笑脸。后来我说我们必须用中国结。包括制作水球颜色的水膜，也选择了中国红，虽然在实验中其他颜色也很漂亮；此外，还有一个“陀螺演示”项目。除了陀螺仪在空间技术中广泛使用这一事实之外，陀螺仪还用于制导或导航。此外，陀螺固定轴的演示只能在太空中真实演示，而不能在地面上完成(该视频现已成为专业教学的教学影片)。另一个非常重要的原因是陀螺仪是我们很多人(尤其是男孩)小时候经常玩的玩具，这也是中国的特色。此外，还包括空间教师对李白诗歌的选择和曹冲对意象的赞美，这些都是基于对中国元素的思考。

正因为这个空间讲座有很大的意义和影响，我们也想在坚持真理的同时尽最大努力完美地呈现它。在这个时候，这个计划非常重要。因为你不能想象，不能冒险，在整个教学过程中没有任何问题。因此，我们逐一分析了太空教学过程中可能出现的200多个问题，并制定了几十条对策。

我仍然记得我第一次主持这个计划的讨论，那是一个星期六。当时，所有相关系统的负责人都参加了，包括天宫和飞行控制系统的负责人。我们从上午9点开始讨论，一直到下午1点多，持续了4个多小时。经过激烈的讨论，甚至激烈的辩论，我们逐字逐句地写出了六个句子。你认为有多难？后来，这六句话也成了我们设计空间教学计划的指南。

我们针对这一过程中可能出现的200多个故障设计了一个计划。例如，如果图像的声音被打断，每个人都看不到图像也听不到声音，我该怎么办？我们设计的方案是:这时，导演会在第一时间将摄像机切到地面班，地面班的老师会组织学生进行相关的教学活动。同时，飞行控制站将进行故障分析和故障排除，以恢复图像和语音功能。然后，修复后，地面班的老师会按照我们事先同意的话让宇航员知道他将从哪里开始继续。这样，我们不仅能保证真理，而且能使整个教学过程不间断地顺利进行。

与此同时，我们也考虑了一些极端的情况，比如“太空垃圾”问题:如果太空垃圾摧毁了天堂怎么办？此时，天宫将进入失压状态，必须在紧急情况下返回。当时，我还告诉宇航员，即使他们不得不在紧急情况下返回，他们也应该冷静地告别结局。他们永远不应该逃避灾难。他们应该充分展示受过训练的宇航员的形象——当然，我这样说也是基于我对这些问题和紧急返回程序的理解。我的心脏已经见底了，我们有时间去做这件事。

后来，在天地之间唯一的协调运动过程中，出现了图像和声音的真正中断，这是如此之小，以至于它出现了。这个问题发生后，我们所有的相关人员，从地面班的老师到宇航员，再到我们的飞行控制小组，开始了预先设计的计划，并完成了演习。除了了解情况的人以外，在场的领导和专家都对此一无所知。因此，我们的计划可以说是完美的匹配。同时，因为我们已经在实战中经受了考验，我们大大增强了完成任务的信心。

随着载人航天的实践，越来越多的人认识到宇航员在飞行中的作用，“以人为本”的理念越来越流行。

从“神五”到“沈曦”，宇航员越来越多地承担起“太空科学家”的角色。其中，实验主要从“神六”开始，“神七”主要是一种舱外活动。在“神九”、“神十”和“神十一”三项任务中，航天员完成了特别大量的实验，进行了100多项空间科学技术研究实验。其中，在“神11”为期33天的飞行中，航天员进行了51次科技实验。除了这些，他们还做了一些公益活动，这些重要的活动和实验加起来总共有59个。可以说，他们是工程师、科学家、生物学家、菜农、职业宇航员和载人航天的形象大使，互换角色。

让我给你举个例子。例如，我们通过这些实验获得了一些新的收获和知识。在第一次血管超声检查中，陈东突然发现了看起来像两条动脉的东西。为什么有两条动脉？事实上，这是因为在失重状态下，血液被转移到头部，血管被更好地填充，所以静脉变得更粗，就像一条额外的动脉。这是我们以前没有见过也没有想到的事情。通过“上帝11”实验，我们获得了许多新的结果。

“沈曦”号还进行了由三名香港高中生设计的实验，即聚酯薄膜的制作、摆式装置和太空养蚕实验。这三个实验是从香港高中生的70个项目中选取的。

当我去香港指导孩子们时，我给了他们两个建议。一是材料的选择。在前两个项目中，他们受到了空间教学的影响，空间教学有一个水膜，所以孩子们认为把水膜和两种溶液拉在一起，两种溶液可以通过化学反应产生一个薄膜。这个主意特别好，但是他选的材料不好。它不符合我们对产品的医疗要求，所以我给他们的第一个建议是让他们咨询权威专家，寻找符合我们要求的材料，并能完成这种化学反应膜的生产。他们做到了。

第二个建议是考虑可行性，因为宇航员握着两个环如此对接，在失重状态下摇晃，很难使两个环顺利对接，形成完整的薄膜。所以我们向他们建议，我们应该制造一种装置来实现它。后来，他们与529工厂合作，529工厂的工程师帮助他们制造了这个装置，实现了他们的实验梦想。

此外，还有第二次“钟摆装置实验”。当时，我对孩子们的建议也是两点。主要的目的是让他们减肥，并且做得很精细。那么应该没有尖锐的倒角和安全隐患。他们也做了改进，并且做到了。

第三是太空养蚕实验。这也是我们第一次在太空养蚕。我当时给他们的建议也有两点:一是在地上养蚕不能吃桑叶，就像在地上养蚕一样，但是蚕在空中漂浮。吃了一片桑叶后，我们怎么能再吃第二片桑叶呢？我给他们的建议是把桑叶做成泥。另一点是清除粪便。蚕宝宝的排泄物会挂在空中。当时，我建议他们用一个残渣收集器和一些抽吸泵来吸出粪便。

通过我们对他们的指导和专家的帮助，这三个项目最终在上帝11号的飞行中实现了。

在飞行之前，设计实验的孩子们也在想:蚕能在太空中吐丝吗？它会结茧吗？这都是个问号。我们带着疑虑在天堂。

每次我看到我们的宇航员在飞行控制期间在轨道上，并在飞行期间完成这些实验，特别是在“上帝11”期间，当我看着他们做这三个实验时，我的心里特别充满了情感和自豪，因为我们看到通过我们的努力，我们的一些想法已经变成了现实，我感到非常满足。

同时，我也更加深刻地感受到了科普的魅力和重要性。未来，随着我国空间站的建立，我认为我国的空间科学普及教育将更加规范化和多样化。我也希望在座的所有人，尤其是一些孩子，能够在我们的空间站建成后参加第二和第三堂太空教学课，并与我们的宇航员互动。你可以问问题，宇航员会为你回答。我希望你能有这样的机会。

今天我们做科普，实际上是为了播下科学的种子，传播科学精神。我认为这是每个科学家应该肩负的使命。我也希望通过我们的努力，更多的种子能够生根、发芽、开花和结果。谢谢大家。