1961年4月12日尤里·加加林首次进入太空，拉开了人类探索太空的序幕，此后的数十年间，航天科技在不断进步和发展，在过去的2023年，我国神州十六号、神州十七号飞船发射，并和天宫空间站成功对接，在2024年，我们的神州十八号和神州十九号还会陆续发射升空，会不断有宇航员进入天宫空间站生活、工作，看着火箭发射的激动时刻，抬头仰望苍穹，太空的神秘深邃充满魔力，不断激荡起我们心中的好奇涟漪。

**好奇心和求知欲是人类特有的特质，**区别于其他动物，我们不局限于自己的温饱，于是，我们开始思考力和运动的关系，思考时间和空间的关系...不断探索未知的世界，在好奇心的驱使下，数万年前的人类祖先走出非洲，并在随后的岁月中让足迹遍布地球各大洲，新大陆的魅力吸引着他们漂洋过海，前赴后继，在今天，宇宙的未知、神秘同样吸引着我们，宇宙探索永无止境。

图片来源：《我问宇航员》
在激动、自豪的感觉之外，强烈的好奇心会驱使我们发出疑问：太空生活究竟是种什么体验?宇航员在空间站的工作、生活是怎样的？我们普通人有机会成为宇航员吗？成为一名宇航员需要具备哪些条件？微重力状态下我们的身体会发生哪些变化？从太空看地球，能看到长城吗？宇航员返回地球过程是怎样的？...
今天这篇文章，我们先来了解遨游太空的第一步，看一看成为一名宇航员需要具备哪些条件。
一、强健的体魄、充实的大脑
众所周知，太空是微重力环境，而我们的身体已经适应了重力，猛然暴露在失重环境中，身体需要适应很多的改变，在失重环境中生活、工作需要一个强健的身体，以此来把失重可能造成的伤害尽可能降低，在出发太空之前，我们先来感受下进入太空之前的部分模拟选拔和训练项目：
**1）转椅测试：**医生会让测试人员在转椅上坐稳，他会让转椅快速旋转，然后突然停下，测试人员需要起立站稳，然后快速判断要求的方位并指出对应方向，能准确指出则通过，否则则不通过。看了这个测试，我们来看下我国选拔宇航员的一个要求：身高 160 厘米至 172 厘米，体重 55公斤至 70 公斤，年龄 25 岁至 35 岁，歼击机、强击机飞行员，累计飞行 600小时以上，飞行成绩优良，无等级事故，无烟酒瘾，最近三年体检均为甲类，从这个要求可以看出，之所以从飞行员中选拔宇航员，是因为优秀的飞行员一般都拥有优秀的方位辨别能力，同时他们也具备飞行的技能。
2）离心机训练：离心机训练是宇航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，即不同的重力加速度下的超重感觉。“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，而宇航员的离心机训练达到了 8 个 G，训练时离心机飞速旋转，宇航员需要经受 7 倍于体重的超重，以此来测试胸背向、头盆向的各种超重耐力，据杨利伟说，他在做头盆方向超重训练时，血液被压向下肢，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，前胸后背会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。
同样的，所有乘坐俄罗斯联盟号飞船到太空的宇航员都要在星城接受离心机训练。宇航员把自己塞进一个狭小的空间，高速旋转，让离心加速度达到重力加速度的6倍，听起来很恐怖。训练时，宇航员们以胎儿姿势躺在离心机里，面朝转动轴，离心机可以绕支点转动，如果转速增加，产生的离心力总是沿同一方向，从胸前到胸后，没有旋转造成的眩晕和恶心感，你只感觉像是沿直线不断加速。在飞船发射升空时，宇航员的姿势与在离心机里一样，通过调整离心机转速，能模拟飞船发射和再入大气层过程的受力情况。 超重时，需要掌握良好的呼吸技巧。训练时宇航员需承受的最大加速度是8倍重力加速度，持续30秒，这是为了模拟从太空返回地球时弹道式再入大气层这个过程，如果发生事故，逃逸仓带着飞船逃离时，会产生这么高的加速度。加速度逐渐变大时，似乎有人在你胸口压上重物，呼吸会越来越困难，你感觉需要绷紧肌肉来防止胸腔压塌。实际上，绷紧肌肉，锁住胸腔气体位置不动，借助胃来进行吞咽式呼吸，这就是对抗超重的秘诀。
**3）压力测试：**在压力试验舱中，会模拟依次上升到 5000 米、10000 米高空，5000 米是为检查耳气压功能和低压缺氧耐力，10000 米是为检查减压病的易感性；
**4）下体负压检测：**宇航员躺在床上，下半身置于封闭的透明玻璃罩中，腹部捆绑固定好，然后将玻璃罩里面的空气抽出来，让其变为负压状态，这时候，被测试者往往会感到双腿肿胀，动弹不得，此时通过生理指标变化来测试从太空返回地球后的耐受能力。
5）失重训练：在地球上，有几种方法可以让宇航员在不进入太空的情况下进行失重训练。一种方法是利用水的浮力来抵消重力，模拟失重，另外一种是在地球轨道上，宇航员和飞船一起在做自由落体运动，我们可以在不脱离地球的情况下模拟这种情况：让宇航员待在飞机机舱里，关闭发动机，让飞机自由降落！当然这个过程不能持续太久，发动机要重新工作，以抬升飞机高度，避免飞机坠毁。为达到失重的效果，飞机先以45度角爬升到高空，然后关闭发动机，完全失重，直到飞机以45度角向下俯冲。此时发动机重新点火，飞机退出俯冲状态，短暂过渡之后，再重复之前的过程。处于失重状态时飞机的飞行轨迹是抛物线，因此叫抛物飞行。**每次抛物飞行提供约25秒的失重状态，**在此期间宇航员可以体验在太空中的感觉，并做一些基本训练，如抓握物体、控制身体、在跑步机上跑步或锻炼等。 全世界只有几个地方提供这种训练，每次训练持续3到4个小时，提供30到60次失重，这种训练只适合身体强壮的人，我国、美国、俄罗斯和欧洲其他国家的宇航员都是采用这种方法进行失重体验，有三分之二的参与者最终都会感觉不适，因此这种飞行也叫呕吐飞行；

图片来源：《我问宇航员》
**6）野外生存训练：**类似特种兵的野外生存训练，目的在于当宇航员在发射或返回过程中，由于突发情况降落在荒无人烟的地方，等待救援过程中进行野外生存自救；比如，欧洲航天局提供了另一个很好的训练——洞穴探险。六位来自不同国家的宇航员组成团队，一起在巨大的洞穴中生活几天几夜。这些洞穴可不好爬，在抵达地下大本营之前，需要花好几个小时，借助绳索和其他攀岩设备在洞穴里垂直升降。在这里，宇航员们要深入探索洞穴，收集微生物样本，开展科学研究，学习洞穴摄影，完成其他需要高度团队合作和沟通技巧的任务。洞穴探险在许多方面与我们将要经历的太空飞行类似，为我们提供了一个宝贵的机会来了解自己和他人。一般来说，大多数职业宇航员第一次进入太空前，至少要接受三到四年的训练，具体时间取决于太空任务。
**7）医学知识及救助训练：**学习医学知识和应急情况处理方法，可在空间站对其他同伴提供相应的医学救助及处理；
**8）体检体侧达到要求标准：**一些训练很消耗体力，比如穿着加压服进行连续数小时的太空行走，宇航员们必须承受得住。一般来说，宇航员身体越健康，就越能适应训练，越能真正享受太空飞行带来的乐趣，身体也会更快地习惯失重，而且，在返回地面之后，更容易重新适应重力。按规定，宇航员每周至少要在专业器材上进行四小时系统性锻炼，实际上大多数宇航员私下会花更多时间。各航天局有体育专家来研究宇航员的身体，为每名宇航员制订个人训练计划，针对性锻炼他们的力量、身体调节和康复能力，以确保他们的身体能完全适应太空飞行，更重要的是，能在着陆后的几个月内恢复身体健康。候选人必须通过视觉敏锐度测试、颜色测试和立体感测试。候选者可以有轻微的视力缺陷，可以佩戴眼镜，包括隐形眼镜，只要戴上眼镜后能矫正即可。但是，接受过视力矫正手术者（比如激光手术）无法通过筛查，其他手术是可以接受的，
看到这里，你觉得自己能挺过这些测试和训练吗？是不是已经望而生畏，其实这些只是测试、训练的一小部分，宇航员要接受的身体测试和训练远不止如此，唯有强健的体魄，才能顶住严格的测试和训练，下面我们再来看看宇航员需要掌握的知识：
**1）牢记飞船各个按钮功能及操作：**在进入真实的飞船前，宇航员就需要牢记各个按钮的名称、位置、功能和操作，务必烂熟于胸；
**2）大量理论知识、技术实操学习：**据杨利伟说：把宇航员规定课程学习完，他们用了五年多的时间，等于重上了一次大学，而且就其深度、广度和强度来说，比世界上任何一所大学都有过之而无不及。 比如 13 门基础理论课就包括如下内容：载人航天工程、英语、计算机应用、解剖生理学、航天医学、地理气象学、高等数学、电工电子、自动控制、力学、飞船 GNC、星空识别、政治理论和文化知识素养…… 其中第一门课是《载人航天工程基础》，16 开的大本子，厚达 600 页，涵盖了载人航天各个方面的相关知识：飞行动力学、宇宙物理学、天文学、航天器轨道理论、火箭推进原理、空间导航等等。学习完这些理论知识后，和学校考试一样，宇航员也需要参加相应的测验，测验不合格就会面临被淘汰的风险，在夜晚的宇航员公寓，宇航员们有时候也需要灯火通明的看书、背书呢，唯有刻苦的学习，才能记住繁杂的知识点。

**3）学习掌握一门外语：**我国宇航员学习的是英语，国际空间站上官方工作语言是俄语和英语，但实际上他们还有第三种常用语言，那就是英俄混合语，因此看来不论国别，掌握一门外语是宇航员的必修课，看到这，面对大学英语4级，6级苦苦挣扎的同学，是不是已经感受到困难，但别忘了，这只是学习的一部分，还有上面提到的众多理论和操作。

二、优秀的心理素质、应变能力，沟通、合作、抗压能力
许多科学家拼搏一生，就是为把宇航员送上太空。有人说战斗机飞行员是用等量黄金堆起来的，这样形容起来，宇航员大概是要用等量的钻石堆起来了。无数航天工作人员夜以继日的工作，为航天提供全方面的保障服务，但这并不代表进入太空是绝对安全的。

运送宇航员来往国际空间站的联盟号飞船是世界上最安全可靠的飞船之一。虽说如此，进入太空绝非易事，以前也曾出现过事故。美国登月时，舱内最早采用的是100%的氧气，这导致了航天史上一起极为惨痛的事故。1967年当宇航员们在阿波罗1号太空舱进行地面模拟训练时，电气故障引发了一场剧烈的火灾，三名宇航员全部遇难，任何疏忽都有可能造成悲剧。
在发生危险和意外时，要求宇航员做出正确的判断，同时他们需要冷静下来，做出正确的操作，这时候，优秀的心理素质和应变能力显得至关重要。
飞行员职业技能中，对宇航员最有用是的手动飞行技能。虽然大部分情况下飞行是交给机器的，但是如果自动飞行系统失效，宇航员必须手动驾驶，我国第一个进入太空的宇航员杨利伟，他本身也是一名出色的空军飞行员，在一次训练中，他的飞机发生了故障，生死时速之间，他从容处理，最终安全着陆，可见他除了有高超的飞行技术，同样也具备超强的心理素质和应变能力。
不止我国是这样，国际空间站的大多数宇航员，包括那些没有飞行员背景的宇航员，都要接受一定程度的飞行训练，这是他们训练中必不可少的一部分。从根本上来说，宇航员需要具备一些基本素质，其中有些是与生俱来的，比如空间方位感、身体协调能力、记忆力和专注度。
然而，随着太空任务持续时间越来越长，宇航员其他品质也同样重要，比如沟通能力、团队合作能力、决策能力、领导或追随能力，以及在压力下解决问题的能力。这在未真正进入太空之前，会进行一些测试来进行筛选，比如，加拿大航天局会让来参加宇航员选拔的人灭火，从水池底部捡起砖头，和其他候选者一起在大西洋的一艘船上堵住一个正迅速被冰冷海水淹没的房间里的缝隙，这是压力测试的一部分。相比之下，欧洲空间局的选拔过程中体力活动比较少，但是认知测试和心理分析内容有很多，这样是为了确保宇航员们在进入太空几个月内心智健康。候选人除了要进行严格的医学检查和几轮面试，还要参加知识测试，内容包括数理化、生物、工程以及英语能力。这些测试题被精心设计过，之间间隔很短，让考生充满压力。候选人需要以很快的速度答完，并且正确率要很高，才能通过。

三、恒心和自律
先问一个问题：你能在五年甚至更长的时间内维持体重在一个水平吗？并且在此期间每天坚持运动，健康饮食？可能很多人都很难做到。但作为宇航员，必须具备恒心，并且高度自律，通过持之以恒的锻炼来保持、恢复身体，并牢记健康科学饮食。
1）科学进食
在我国，进驻宇航员公寓的第一课不是别的，是科学进食，所有人不能按以前的习惯想吃什么就吃什么，而得合理搭配。宇航员的饮食规定非常多，一日三餐都由营养医师制订食谱，食物还要留样保存。采购食品要到专供商店，购买蔬菜要到京郊的绿色蔬菜基地，绝对不能像常人那样想吃什么就吃什么。
2）锻炼是常态
在参加宇航员选拔时，身体检查持续时间长达一周，候选人要接受大量医学测试，测试的**重点集中在心血管健康、视力和骨骼矿物质密度等项目，这是微重力环境对身体影响最大的几个方面。**而且，其中一些测试是侵入性的，有一定风险，只适宜少数正常的、健康的人。落选者大都未达到视力和心血管要求。对于医学筛查，没有什么措施可以保证通过，但是，长期保持健康的生活方式，会给你更多成功机会，锻炼不止于参加宇航员选拔时期，即使已经成为宇航员，从地球到太空，从太空返回地球，都需要锻炼，以此来恢复身体机能，说到这，我们有必要来看下太空生活会对我们的身体造成哪些改变。
**（一）肌肉退化 症状：**失重环境下骨骼肌不再需要持续保持拉伸姿势，它会自动萎缩。此外，我们站立时，后背或腿部肌肉不再需要对抗重力，这些肌肉也会变弱变小。宇航员进入太空，5到11天内就会失去20%的肌肉。
**治疗：规律性的运动和良好的饮食能防止肌肉退化。**空间站有多用健身房设备供宇航员每天进行训练，这个设备尤其适合锻炼主动肌，比如四头肌、二头肌、三头肌、胸肌等。但宇航员的设备很难给那些较小的稳定姿势用的肌肉带来足够的刺激，难以维持核心肌肉的强度。此外空间站还有跑步机和自行车机，能让宇航员的心血管系统保持良好状态，预防心肌萎缩。经过高强度体育锻炼，宇航员会迅速恢复了体重，但肌肉状态已经发生了改变，微重力使得肌肉在身体不同部位重新分配，着陆时，甚至会感觉身体比出发前更强壮了。这也没什么奇怪的，因为宇航员在太空每天要锻炼两个小时。不过，核心肌肉的稳定性变差了，这个当提起沉重的行李箱时，就能感觉到这一点。再过大约两个月，核心肌肉才会完全恢复正常。
**（二）骨骼流失 症状：宇航员长期在太空工作，很可能会患骨质疏松症。骨骼的生长受到外力刺激，当肌肉收缩或扩张时，骨骼受到挤压或扭转应力，这会刺激骨骼组织生长，以降低骨折风险。这个过程中，骨骼会重塑，在骨吸收和骨形成之间达到动态平衡。然而，在失重环境下骨骼承受的应力极大地减少了，破坏了这种平衡，这导致宇航员每月流失1.5%的骨组织，流失最多的是骨盆和下脊柱。相比之下，在地面上，老年人要花一年时间才损失同样多的骨骼。**此外，骨骼流失的矿物质有相当一部分被身体重新吸收了，导致血钙浓度增加，软组织更容易钙化，有可能导致肾结石。而且，失重环境下，骨骼的形成模式不同于地面，这就改变了身体的骨结构，宇航员回地球后更容易骨折。
**治疗：加强运动，让肌肉对骨骼产生足够的应力，有效刺激成骨细胞产生新的骨组织。**不过，只做体育锻炼还不够，宇航员每天还要服用维生素D，并注意饮食，以保持摄入足够的钙，维持骨骼健康。研究表明，服用双膦酸盐也能有效预防骨质流失。此外，减少盐分的摄入有助于减少骨质流失。为降低食物的含钠量，美国国家航空航天局重新设计了80多种太空食品。从太空回到地球后，部分宇航员的股骨颈和腰椎的骨质流失得厉害，一般6个月后，骨量就能恢复50%，大多数宇航员能做到这一点。国际空间站对骨骼矿物质流失进行了大量的研究，这些研究不仅能造福宇航员，也能帮助医学界开发治疗骨质疏松症的新药物。
**（三）视力下降 症状：最近有很多研究表明，太空飞行可能会影响宇航员视力，**有文献记录了视盘肿胀、眼球后部挤压、视网膜脉络膜皱褶、视网膜白斑病变、神经纤维层增厚和近距视力下降等症状。目前尚不清楚是哪些因素导致了视力变化。失重很可能是罪魁祸首，在微重力环境下人体体液会转移，影响脑脊液和颅腔、眼血管，造成颅内压和眼压升高，这至少是部分原因。有文献猜测还有其他致病原因，比如空间站二氧化碳在空气中比例过高，宇航员高频高强度地进行耐力锻炼，高钠饮食等。此外，也会考虑到宇航员的个体差异，由于基因因素，有些宇航员的视力更易受损。研究人员正在开发一种特殊服装，它与真空泵相连接，在宇航员睡觉时，将血液和其他体液吸往脚的方向，以缓解心脏和大脑的压力。
**（四）高强度辐射 症状：由于地球磁场的保护，我们在地面生活时，基本上不受太空辐射的影响。**不过，**空间站的宇航员会受到很多辐射，包括太阳辐射和来自外太空的高能宇宙射线。**这些高速重离子照射到人体时，会损伤人体组织；即使不直接照射到人身上，它们与空间站铝质外壳碰撞时，也会释放出大量次级粒子，进入空间站生活区，造成二次伤害。在空间站，宇航员每天接受的辐射量为0.7到1毫希沃特，相当于每天接受8次X光胸片，在这里工作6个月，我们受到的辐射相当于地面60年。

**治疗：没什么好的方法，只能尽量减少辐射量。**空间站有些部件含有聚乙烯屏蔽层，能减少宇宙线照射外壳产生的次级中子造成的危害。好消息是，宇航局对辐射问题非常重视，在每个太空舱安装了不止一个辐射计，严格监控舱内的辐射环境，每名宇航员也时刻携带着随身辐射计。太空行走时，宇航员离开了太空舱的庇护进入真空，会受到更多辐射，所以更要携带随身辐射计。坏消息是，宇航员在长期太空任务中确实会受到大量的辐射，这意味着宇航员患癌症的概率更高，虽然医学界在接受多大辐射量就能致癌这一问题上还没取得共识。美国国家航空航天局要求，宇航员患癌症的比例不应比正常人群高太多，具体来说，不能超过3%。
**（五）血管老化 症状：**随着年龄的增长，我们的动脉逐渐硬化，导致血压升高，心血管疾病患病风险增加。最近一项研究表明，从国际空间站返回地面的宇航员，动脉比进入太空前硬得多。在太空中待上6个月，动脉硬化的程度相当于地面10到20年！
**治疗：好消息是，回到地球后，动脉的硬化过程开始逆转，**几个月内动脉就恢复到发射前的状态。观察这些变化，能帮科学家更好地理解动脉硬化背后的机制，从而有效减缓血管的老化。进入太空后最初几周，宇航员的颈部或背部会非常疼痛。原因有很多，包括脊柱拉长，支撑脊柱的稳定肌强度变弱，以及身体姿势的改变，这些因素叠加在一起，造成严重的后果，一半以上宇航员的背部或颈部出现过问题。而且，返回地球后，这些影响可能还会持续。执行完长期太空任务，回地球的第一年，宇航员患椎间盘突出症的概率比正常人高4倍。除参加标准的太空锻炼外，宇航员还可以做瑜伽，或借助松紧带和牵引棒做伸展运动，刺激核心肌肉，缓解肩背疼痛。运动理疗专家会对每名宇航员的肌肉萎缩程度进行评估，制订详细的康复计划。通常要花几个月时间，颈背疼痛才能彻底缓解。
（五）免疫功能紊乱 症状：研究表明，有很多因素会降低人体免疫能力，比如压力、睡眠不足、孤独、辐射或饮食不良等等。宇航员身上集齐了这些因素，而且失重也给免疫系统带来我们还不了解的影响。统计数据表明，宇航员在太空时，免疫功能会变得相当紊乱。一些免疫细胞功能衰退，对外界威胁不再能做出正确反应，宇航员更容易受到病菌感染；另一些细胞则过分活跃，引发过敏和皮疹，部分宇航员出现了这种症状。
治疗：目前，应对措施有减少辐射、补充营养、进行药物治疗等。不过，科学家目前还在寻找免疫系统紊乱的原因，并研究如何保护执行长期太空任务的宇航员。一些研究表明，射频辐射能诱导免疫系统，使之产生反应，增强对感染的抵抗力。一旦我们了解免疫系统如何工作，如何随外界条件而变化后，我们将迎来一场医学革命，极大地改善我们的身体健康。
由此看来，持之以恒的锻炼，自律的生活方式，拥有一个强健的体魄，才能胜任太空生活，才能帮助宇航员在回到地球后尽快恢复身体机能。

成为一名宇航员需要具备的条件就先介绍到这，最后，让我们一起来看下我国宇航员公寓的墙上写的一句话：“有一种生活，你没有经历过，就不知其中的艰辛；有一种艰辛，你没有体会过，就不知其中的快乐；有一种快乐，你没拥有过，就不知其中的真谛。” 各位读者，准备好了吗，后面的文章，我们将要摆脱重力，去到空间站，开启一段宇宙探索的奇幻旅程。

参考书籍：

《天地九重》——杨利伟

杨利伟：2003年乘坐神州五号进入太空，第一个进入太空的中国宇航员。

《我问宇航员》——蒂姆·皮克
蒂姆·皮克：2015年乘坐 “联盟号tma-19m”飞往国际空间站，第一个进入国际空间站的英国宇航员。

来源: 伴读小书虫