在航天活动中要圆满完成任务,必须进行航天环境适应、任务模拟、救生与生存等专门训练。我们学习的内容繁多,不可能一一尽述,我们训练的艰苦程度,没有经历过的人也很难体会和了解。
航天员训练主要分为一般体质训练和特殊训练,一般体质训练项目有力量训练、耐力训练、技巧训练等,虽然比对战斗机飞行员的要求更高、强度更大,却不难适应。最难、最痛苦、也最不易适应的是特殊训练,很多人称之为“魔鬼训练”,在我看来,那更是种种对人类生理、心理与意志的极限挑战,它非一般人所能承受,而我们得一项项克服它们、战胜它们。
因为,航天员是要离开人类能够生存的地球,去往另一个不适宜人类活动的区域。太空神奇而美妙,却不具备地球赐予我们的重力、氧气、压力和水,在生存的必需条件缺失的情况下进入太空,航天员要在密闭狭小的飞船环境里经历超重、失重、低压、旋转相互交替的过程。我们的航天员训练项目,就是要与它们进行生存的搏斗。在这里,我仅仅选择其中的几种,作一大致描述。
超重训练
这是最重要最基本的一项航天生理功能训练,培养航天员的抗负荷能力。
航天飞行要面临两个最大的环境挑战,就是超重和失重。在把飞船送入轨道的过程中,为了克服重力作用,飞船要达到一定的速度,即第一宇宙速度,航天员在飞船上要承受加速度带来的过载负荷,这个现象,就是我们所说的超重。
在航空和航天的飞行中,都会遇到超重问题。战斗机在做特技的时候,往往超重G值较大,但时间很短;而飞船在入轨前的上升段和完成轨道飞行后返回地面时,其超重值将达到很高的G值,持续时间较长。如果飞船按弹道式返回地球,超重值将达到十几个G,人相当于承受自身重量的十几倍的压力,容易造成呼吸极度困难或停止、意志丧失、黑视,甚至直接影响航天员生命。
离心机训练是航天员提高超重耐力最有效的设备。在飞速旋转的离心机上,能造成不同G级的超重感觉。公园游乐场的“过山车”等娱乐项目,许多人望车生畏,就是勇敢者几圈下来,也会轻飘飘的不知东西南北,有的会头晕呕吐。这些娱乐项目产生的超重只在 2G 至3G,而航天员的离心机训练达到了 8 个 G。
我们在圆圆的训练大厅里进行离心机训练,我和战友们要坐在一只 8 米多长铁臂夹着的圆筒里,半躺着,呈发射时的姿势,围绕轴心旋转。我们以 100 公里时速高速旋转,利用离心力产生负荷来模拟超重,航天员在训练中不仅要承受这种超重的负荷,而且还要随时回答问题,判读信号,保持敏捷的判断反应能力。
在高速旋转中,练习者的面部肌肉开始变形下垂、肌肉下拉,整个脸只见高高突起的前额。做头盆方向超重训练时,血液压向下肢,头脑缺血眩晕,视力变差,严重时渐渐会看不见东西,产生黑视;而在做胸背向超重训练时,前胸后背像压了块几百斤重的巨石,心跳急剧加快,呼吸困难。当超重达到 8 个 G 时,虽然时间只有 40 秒,却感觉要花掉全身力量似的。这项训练被大家公认是最痛苦的一项,不单要付出巨大的体力与精力,而且充满危险。训练时事先会告诉我们,如果承受不了可以按报警电钮,不能强忍着,我们的手就放在那个红色按钮上。
尽管无数次经历痛苦的煎熬,但那个按钮却一次也没有被按响过。我算是超重耐力比较好的,仍感到难以忍受,那些耐受力不如我的战友,其痛苦可想而知。但我们航天员没有一个人主动按过这个按钮。我在和很多青年朋友交流时曾经说过,这是一种精神,是一种爱国主义精神,是爱岗敬业的精神、无私奉献的精神,正是在这种精神的激励下,才能使我们的航天员无视这些困难和风险。
失重训练
失重是航天员到太空后的常态,是训练中一项重要内容。在太空生活了 438 天的波利亚科夫戏称:“失重是一张最柔软的床。”许多人也把失重的状态看得很诗意、很浪漫。其实,除了那种柔软的奇妙感觉之外,它会给人在太空的工作和生活带来意想不到的困难。
统计数据表明,有一半的航天员会因为失重而出现不良反应,严重的会导致任务中断。如果失重训练不到位,生存都成为问题,有报道说一位记者到空间站,由于失重反应一天就呕吐了 80 次。
失重状态下的训练,在所有训练内容中是比较难得、不太容易实现的。当前世界上航天员的失重训练,一般采用在“失重飞机”上进行。美国、俄罗斯和欧洲其他国家的航天员都是采用这种方法进行失重体验。
美国的“失重飞机”是在 KC-135 加油机基础上改装而成的,一个起落可以飞 20 至 30 个抛物线,每个可以产生 25 秒左右的失重时间;俄罗斯的“失重飞机”是在伊尔-76 飞机的基础上改装而成的,一个起落可飞 15 至 20 个抛物线,每个可以产生 25 至 28 秒的失重时间。训练就利用这些被制造出来的微重力环境时间进行。
我们的失重训练是在俄罗斯加加林航天员培训中心进行的,当然要付给人家高昂的费用。第一次做这种训练,大家感到很新奇,跃跃欲试。而俄方也似乎有意要看看中国航天员的身体素质和前庭功能,所以一开始训练,就把我们使劲地折腾了一下。
巨大的喷气飞机爬升到一万米高度,开始沿抛物线连续俯冲,拉起……随着飞机一个个抛物线的飞行,我们在机舱里体会失重条件下如何控制自己的姿态,如何移动,还要在失重状态下,训练如何穿脱航天服、进食、饮水、取物、阅读写字、拍摄和操作仪器、设备。
美国航天员把失重飞机称为“呕吐飞机”,可以想见训练时的不适。虽然我们第一次用失重飞机训练,但我和战友们从头至尾没有一个人呕吐,这让我们暗自骄傲,也让俄罗斯同行吃了一惊。
这种失重飞机训练对我们来说太奢侈了,而适应性训练可以在平时进行。在失重的太空,全身的血液、体液会向头部集中,专业术语称为“头向分布”,头部因为充血而肿胀,给人的就是一种“大头朝下”的感觉。
为了充分地体验和适应,我们在一张特制的倾斜床上头朝下进行训练。训练时,所有的血液都向头部、颈部涌,头重得要命,眼睛充血,鼻塞,训练之后,人也会感到异常疲劳。
为了适应失重,我们用万向床进行“血液重新分布”训练,就是人躺在床上,头朝下,按不同角度,反复地进行从直立到头侧位的变化。一个训练周期需要好多天。在它上面做训练,会眼鼻充血、脖颈上青筋暴起,样子看起来相当狰狞。训练停下后,还会觉得自己像得了重感冒一样不舒服。
前庭功能训练
有半数航天员会在执行任务时发生空间运动病,主要的反应是头晕、失去方向感、肠胃不适、恶心呕吐,严重时会丧失工作能力。对所有人来说这都是一个难题,要想有效克服它,除了药物,重要的就是进行前庭功能训练。
这项训练的主要器械是电动秋千、转椅等,就是让航天员被动地承受线性加速度、角速度等刺激。想成为航天员,这是项重要的考验。
坐电动秋千时,我们会被蒙上眼睛,在身上贴上电极。一次 15分钟,每天一次,连续五天为一个周期。坐在上面,犹如坐在狂风巨浪中的小船上。
有人刚开始时,几下就会把胃里的东西喷出来,坐一次,几天都没有食欲,不要说自己再上去,就是看见别人在上面荡,胃里也会翻江倒海地难受。当然,如果仪器上显示谁的生理指标发生变化,也就是身体有危险了,就会马上停止。
每个人的耐受能力是不一样的。有的人做 10 分钟左右就坚持不了了,因此一天不可做多次。转椅也是一样。
电动秋千、转椅等项目对我来说,还不算特别难攻的关。在航天员选拔时,电动秋千我就做到了 15 分零几秒。在转椅训练中,我还经常会被部分免训。因为第一天、第二天都能达到并且超过标准,第三天、第四天就可以免训,第五天参加考核就可以了。
航空飞行与跳伞训练
这是航天员的必修课,虽说航空飞行也是我们的老本行,但是数据表明这是一个风险极大的训练项目。因为世界上有多名航天员在这项训练中丧生,包括“世界太空第一人”加加林,他在 1968 年 3 月27 日进行飞行训练时牺牲。
我们的训练还比较顺利。我们去湖北某空降兵部队训练跳伞,正好是夏天,每天着装齐备,真是酷热难耐,主要是还要突破心理上的障碍。那会儿恰巧刚发生一起事故,有一名战士跳伞时牺牲了,这让带队的领导很紧张。
部队训练很有章法,都是整建制地练习。在我们训练时,安排了几个女兵跟我们一起训练。那些女兵跳之前都特别害怕,站在舱门口哭,还自己打自己的脸,为了让自己兴奋起来。女孩子都敢跳,我们还有什么不敢跳的?跳!
按照规定,跳出舱门后应该在心里默念数字,0001、0002、0003、0004,数完后如果伞不开就拉备用伞,但跳伞时,尤其是第一次跳伞的人,没有几个人会记得数这四个数。我第一次跳伞,等我想起来数数,伞已经打开了。
野外生存训练
这是一种应急训练,如果你不能在预定着陆点降落,要会自救。飞船不能准确降落在预定着陆点的情况有过,比如 1965 年苏联宇航员返回时,降落到了远处的森林中,在冰天雪地中还需要对付一群狼。针对可能的情况,我们野外生存训练包括多种环境,有水上的,有沙漠的,有丛林的。
飞船带有一般的救生物品,枪、刀、必需的食品、水、食盐。就带着这些东西,我们被放在沙漠上,或者扔到丛林里。还要训练面对气候的变化,寒冷也好,风沙也好,雨雪也好,如何去应对。我们还要学习和练习很多生存技能,怎样钓上鱼来,怎样设套把野兔子抓住,怎么用降落伞搭帐篷。这个帐篷要搭到什么地方,搭在哪种地势上,如果地方没选好,起风了会被风刮走,下雨了水会把你冲掉。
野外生存实地训练时我跟聂海胜一组。中午气温正高,阳光毒辣,我们被投放到北部沙漠中,手上只有一个降落伞,没有别的东西。
我们就把降落伞割开搭起帐篷。夜晚,沙漠的气温会降到零下 4摄氏度,帐篷需要变成堡垒才能保暖。我和海胜商量着,用破开的伞布包上沙子做成“砖”垒成墙,既防风又保暖。
我们在墙后面的帐篷里测了一下温度,外面零下几摄氏度,而里面能达到零上十几摄氏度,这很不错了。就这样,我们靠有限的凉水和饼干坚持到第二天中午,没晒着,没冻着,没饿着,精力和体力保存得很好。
当目标成功达到的时候,那些痛苦就升华成了快乐
走的时候,我们放了信号弹,还进行了全副装扮。我想了个办法,用橙色的伞布包在头上,由于橙色非常耀眼,这样既能让天上的直升机很容易发现我们,还可以抵挡沙漠里的毒辣阳光和风沙,为了防风沙和沙漠里强烈的紫外线伤眼,我们把防雪盲的眼镜也戴起来。橙色的头巾、黑色的大墨镜、深蓝色的航天服,这样一装扮,不仅很实用,而且看起来很酷,我们相互打量,嗯,很不错,我们仿佛不是经历了艰苦的野外生存训练回来,而是进行了一次饶有兴味的沙漠旅行。
为了模拟返回舱在水上着陆的情况,我们在北京郊区的官厅水库进行水面出舱训练。
通常情况下,返回舱会降落在地面上,但也不排除降落在水面上时发生意外情况。如果舱内环境变得恶劣,航天员就不得不离开返回舱。跳下水之前,航天员要换上抗浸防寒服,避免冷水浸泡。入水时,腋下的救生圈能在数秒内充气。按设计要求,这样的服装能够使人在冰冷的水中停留 12 个小时,等待救援人员的到来。
可是返回舱要是降落在海上,情况就有所不同。此时,航天员要打开舱门,待在舱内,利用呼救电台发出信号,等待救援人员。可是航天员到底能在舱内待多久?我们曾在海南岛专门进行海上漂浮试验。
英国曾经做过返回舱耐受试验,他们的结论是,可以在海上漂浮6 小时。在北京有人做过温度 35 摄氏度、湿度接近百分之百的耐受试验,结果有人只坚持了 2 小时。按预先设想,我们的这次试验达到8 小时就算成功了。但在这次的水面生存训练中,我们的实验人员将待在返回舱中的时间提高到 20 小时,获得了宝贵的数据。
我们也曾在东北大黑山搞了野外丛林的生存训练。给我们一天的口粮,要在那里生存三天,我们要合理分配有限的食品,并且用当地的一些植物、动物实现补给。最后要爬山,我们用伞布拧成绳子系在山崖上,中间隔一段系一个疙瘩,这样在手里拉着就不会打滑,登山时更能用上力。
我们还去抓野兔、捕河鱼,然后考虑怎么剥皮,怎么烤才好吃。每一组都不太一样,鱼烤得还不错,基本上可以吃,算得上新鲜味美。没别的调味品,手里就只有食盐,我们就努力研究怎么烤得它外焦里嫩。我们烤的野兔相当不错,抓得多没有吃完,就带了回来,让家里人尝尝野味,顺便夸夸我们的手艺。
寂静与孤独训练
这项训练实际上属于心理训练的范围,我和战友们都觉得是相当艰难的训练。
执行任务的航天员俯瞰地球、仰看星空,飘荡在茫茫宇宙间,这种颇为神奇浪漫的旅行后面,则是寂静的环境、寂寞的飞行,恐惧、孤独、厌倦、烦躁、抑郁等情绪就可能随时袭击我们,所以在上天之前,必须熟知这种感受。
训练时我们会进入模拟舱,里面是“真空”状态。空间狭小,活动受到限制,没有电视也没有音响,没有电话也不允许通信,与外界完全隔绝。太空中没有空气,所以不能传播声音,所以这里绝对安静,你就待在这种万籁俱寂里,好几天时间,一个人,没有音乐,没有任何交谈,没有外部任何干扰,分不清昼与夜……而且要高质量完成手上的操作。这种安静、孤独令人无法忍受,还有几天几夜不能合眼的疲劳。
航天员的训练课程中,有一部分是心理训练。实际上,这种训练贯穿在整个训练过程中。无论是基础理论还是体质训练,所有磨练耐力和意志的项目都离不开一个强大的内心。一个人的顽强,不仅仅是生理上的,也是心理上的。调整好自己心态,以平和而又认真负责的状态胜任航天工作是一个重要考核指标。
飞行程序和任务训练
这是综合性和针对性很强的训练,是航天员进入太空所有舱内操作的集合操演。我们要熟练掌握规定的飞行程序、任务和技术,利用飞船模拟器进行正常飞行、应急飞行以及飞行过程中各类故障判断和处理的训练,反复不断,并做到万无一失。要知道,飞船上的许多操作是不可逆的,指令发错了,灾难就无可挽回。
国外培养的航天员有三类职业角色,指令长、随船工程师和载荷专家,执行任务时各有分工,而我国培养的航天员则是一身三任,这就要求我们必须有过人的本领,完美的知识结构和全面的能力,所以在训练强度和难度上要求更高,这最终体现在飞行程序和任务训练上。
飞船有若干个系统,程序中有上千条指令和数百次操作,要做到顺序不能颠倒,位置不能出错,动作不能漏掉,口令应答不能说错。为了练习和熟悉,我们采用了各种各样的办法,我拍过小片子,其他的战友画过完整的舱内示意图,就是为了想尽办法把那些按键和指示灯像用刀子刻在脑子里一样。
训练舱内有六个摄像头,教员可以在指挥室清楚地看到舱内情况。我们训练中的每一个动作每一条指令,都有电脑记录。我们在训练时要穿上航天服,一练数小时,如果是夏天,汗出得太多,就像泡在水里,体重有时一天就会减轻两三斤。
“神五”飞天前,有最后十轮的强化训练,我没有一次操作失误,我一闭上眼睛,座舱里所有仪表开关、按钮的位置都能想得清清楚楚;随便说出舱里的一个设备名称,我马上可以想到它的颜色、位置、作用;操作时我不看飞行手册,也完全能处置好。教员常问我:“你感到有什么问题吗?”我对训练和自己心里非常有数,就实事求是地回答:“没有问题。”教员笑了:“你确实没有问题。”