在航天活動中要圓滿完成任務,必須進行航天環境適應、任務模擬、救生與生存等專門訓練。我們學習的內容繁多,不可能一一盡述,我們訓練的艱苦程度,沒有經歷過的人也很難體會和了解。
航天員訓練主要分為一般體質訓練和特殊訓練,一般體質訓練專案有力量訓練、耐力訓練、技巧訓練等,雖然比對戰鬥機飛行員的要求更高、強度更大,卻不難適應。最難、最痛苦、也最不易適應的是特殊訓練,很多人稱之為「魔鬼訓練」,在我看來,那更是種種對人類生理、心理與意志的極限挑戰,它非一般人所能承受,而我們得一項項克服它們、戰勝它們。
因為,航天員是要離開人類能夠生存的地球,去往另一個不適宜人類活動的區域。太空神奇而美妙,卻不具備地球賜予我們的重力、氧氣、壓力和水,在生存的必需條件缺失的情況下進入太空,航天員要在密閉狹小的飛船環境裡經歷超重、失重、低壓、旋轉相互交替的過程。我們的航天員訓練專案,就是要與它們進行生存的搏鬥。在這裡,我僅僅選擇其中的幾種,作一大致描述。
超重訓練
這是最重要最基本的一項航天生理功能訓練,培養航天員的抗負荷能力。
航天飛行要面臨兩個最大的環境挑戰,就是超重和失重。在把飛船送入軌道的過程中,為了克服重力作用,飛船要達到一定的速度,即第一宇宙速度,航天員在飛船上要承受加速度帶來的過載負荷,這個現象,就是我們所說的超重。
在航空和航天的飛行中,都會遇到超重問題。戰鬥機在做特技的時候,往往超重g值較大,但時間很短;而飛船在入軌前的上升段和完成軌道飛行後返回地面時,其超重值將達到很高的g值,持續時間較長。如果飛船按彈道式返回地球,超重值將達到十幾個g,人相當於承受自身重量的十幾倍的壓力,容易造成呼吸極度困難或停止、意志喪失、黑視,甚至直接影響航天員生命。
離心機訓練是航天員提高超重耐力最有效的裝置。在飛速旋轉的離心機上,能造成不同g級的超重感覺。公園遊樂場的「過山車」等娛樂專案,許多人望車生畏,就是勇敢者幾圈下來,也會輕飄飄的不知東西南北,有的會頭暈嘔吐。這些娛樂專案產生的超重只在2g至3g,而航天員的離心機訓練達到了8個g。
我們在圓圓的訓練大廳裡進行離心機訓練,我和戰友們要坐在一隻8米多長鐵臂夾著的圓筒裡,半躺著,呈發射時的姿勢,圍繞軸心旋轉。我們以100公里時速高速旋轉,利用離心力產生負荷來模擬超重,航天員在訓練中不僅要承受這種超重的負荷,而且還要隨時回答問題,判讀訊號,保持敏捷的判斷反應能力。
在高速旋轉中,練習者的面部肌肉開始變形下垂、肌肉下拉,整個臉只見高高突起的前額。做頭盆方向超重訓練時,血液壓向下肢,頭腦缺血眩暈,視力變差,嚴重時漸漸會看不見東西,產生黑視;而在做胸背向超重訓練時,前胸後背像壓了塊幾百斤重的巨石,心跳急劇加快,呼吸困難。當超重達到8個g時,雖然時間只有40秒,卻感覺要花掉全身力量似的。這項訓練被大家公認是最痛苦的一項,不單要付出巨大的體力與精力,而且充滿危險。訓練時事先會告訴我們,如果承受不了可以按報警電鈕,不能強忍著,我們的手就放在那個紅色按鈕上。
儘管無數次經歷痛苦的煎熬,但那個按鈕卻一次也沒有被按響過。我算是超重耐力比較好的,仍感到難以忍受,那些耐受力不如我的戰友,其痛苦可想而知。但我們航天員沒有一個人主動按過這個按鈕。我在和很多青年朋友交流時曾經說過,這是一種精神,是一種愛國主義精神,是愛崗敬業的精神、無私奉獻的精神,正是在這種精神的激勵下,才能使我們的航天員無視這些困難和風險。
失重訓練
失重是航天員到太空後的常態,是訓練中一項重要內容。在太空生活了438天的波利亞科夫戲稱:「失重是一張最柔軟的床。」許多人也把失重的狀態看得很詩意、很浪漫。其實,除了那種柔軟的奇妙感覺之外,它會給人在太空的工作和生活帶來意想不到的困難。
統計資料表明,有一半的航天員會因為失重而出現不良反應,嚴重的會導致任務中斷。如果失重訓練不到位,生存都成為問題,有報道說一位記者到空間站,由於失重反應一天就嘔吐了80次。
失重狀態下的訓練,在所有訓練內容中是比較難得、不太容易實現的。當前世界上航天員的失重訓練,一般採用在「失重飛機」上進行。美國、俄羅斯和歐洲其他國家的航天員都是採用這種方法進行失重體驗。
美國的「失重飛機」是在kc-135加油機基礎上改裝而成的,一個起落可以飛20至30個拋物線,每個可以產生25秒左右的失重時間;俄羅斯的「失重飛機」是在伊爾-76飛機的基礎上改裝而成的,一個起落可飛15至20個拋物線,每個可以產生25至28秒的失重時間。訓練就利用這些被製造出來的微重力環境時間進行。
我們的失重訓練是在俄羅斯加加林航天員培訓中心進行的,當然要付給人家高昂的費用。第一次做這種訓練,大家感到很新奇,躍躍欲試。而俄方也似乎有意要看看中國航天員的身體素質和前庭功能,所以一開始訓練,就把我們使勁地折騰了一下。
巨大的噴氣飛機爬升到一萬米高度,開始沿拋物線連續俯衝,拉起……隨著飛機一個個拋物線的飛行,我們在機艙裡體會失重條件下如何控制自己的姿態,如何移動,還要在失重狀態下,訓練如何穿脫航天服、進食、飲水、取物、閱讀寫字、拍攝和操作儀器、裝置。
美國航天員把失重飛機稱為「嘔吐飛機」,可以想見訓練時的不適。雖然我們第一次用失重飛機訓練,但我和戰友們從頭至尾沒有一個人嘔吐,這讓我們暗自驕傲,也讓俄羅斯同行吃了一驚。
這種失重飛機訓練對我們來說太奢侈了,而適應性訓練可以在平時進行。在失重的太空,全身的血液、體液會向頭部集中,專業術語稱為「頭向分佈」,頭部因為充血而腫脹,給人的就是一種「大頭朝下」的感覺。
為了充分地體驗和適應,我們在一張特製的傾斜床上頭朝下進行訓練。訓練時,所有的血液都向頭部、頸部湧,頭重得要命,眼睛充血,鼻塞,訓練之後,人也會感到異常疲勞。
為了適應失重,我們用萬向床進行「血液重新分佈」訓練,就是人躺在床上,頭朝下,按不同角度,反覆地進行從直立到頭側位的變化。一個訓練週期需要好多天。在它上面做訓練,會眼鼻充血、脖頸上青筋暴起,樣子看起來相當猙獰。訓練停下後,還會覺得自己像得了重感冒一樣不舒服。
前庭功能訓練
有半數航天員會在執行任務時發生空間運動病,主要的反應是頭暈、失去方向感、腸胃不適、噁心嘔吐,嚴重時會喪失工作能力。對所有人來說這都是一個難題,要想有效克服它,除了藥物,重要的就是進行前庭功能訓練。
這項訓練的主要器械是電動鞦韆、轉椅等,就是讓航天員被動地承受線性加速度、角速度等刺激。想成為航天員,這是項重要的考驗。
坐電動鞦韆時,我們會被蒙上眼睛,在身上貼上電極。一次15分鐘,每天一次,連續五天為一個週期。坐在上面,猶如坐在狂風巨浪中的小船上。
有人剛開始時,幾下就會把胃裡的東西噴出來,坐一次,幾天都沒有食慾,不要說自己再上去,就是看見別人在上面蕩,胃裡也會翻江倒海地難受。當然,如果儀器上顯示誰的生理指標發生變化,也就是身體有危險了,就會馬上停止。
每個人的耐受能力是不一樣的。有的人做10分鐘左右就堅持不了了,因此一天不可做多次。轉椅也是一樣。
電動鞦韆、轉椅等專案對我來說,還不算特別難攻的關。在航天員選拔時,電動鞦韆我就做到了15分零幾秒。在轉椅訓練中,我還經常會被部分免訓。因為第一天、第二天都能達到並且超過標準,第三天、第四天就可以免訓,第五天參加考核就可以了。
航空飛行與跳傘訓練