今天，被一张“中国空间站大合影”的画面刷屏。看到空间站上6名航天员其乐融融的画面，你是不是也对“上天”动心了？
但航天员出发前，都经历过重重魔鬼式的“特训”。一起来听听中国工程院院士、人机与环境工程技术专家王浚怎么说。
“魔鬼式”特训名副其实
根据王浚院士介绍，航天员出征前特训项目包括以下五大类：
一是超重模拟训练。这一训练用载人离心机来模拟超重。
二是失重模拟训练。一种方法是在空中的飞机上进行抛物线飞行，可以比较真实地体现失重状态，但是时间很短，只有二三十秒；另一种方法是利用中性的浮力水槽，用水的浮力来平衡重力，模拟失重条件下的运动特性。
三是真空模拟训练。用真空泵对真空舱进行抽空，模拟空间的真空环境，从而对舱外航天服进行试验，还可以对航天员进行出舱感受和操作的训练。
四是模拟振动环境。用振动环境模拟设备进行振动训练。
五是模拟飞行状态。训练时，需要模拟真实飞行的舱内环境，并且模拟实际飞行过程所有的操作、显示、反馈和感受。
△王浚
“魔鬼式”特训名副其实。例如，离心机训练需要航天员身处长达八米的旋转臂一端封闭吊舱内，训练中航天员常常被巨大的离心力甩得脸部变形。
而为了适应长时间的太空失重状态，航天员还要接受头低位卧床训练，时间长达5天5夜。在倒立的状态下，他们要正常吃饭、饮水、进行摄像等操作。
据了解，航天员的训练有八大类、百余个科目，每个科目又有很多训练单元，涉及医学、生理、心理，还有科学理论和工程技术。每一项环节都要训练上百次，并进行各种考核——单项考核、年度考核、初选考核、定选考核等。执行任务前，航天员还要完成有针对性的上千小时的训练。
难怪中国载人航天工程航天员系统总设计师黄伟芬说：“从预备航天员开始训练，到航天员能具备执行任务的能力，大概需要4年左右的时间——相当于上了一个大学，但比大学的本科教育难得多。”
失重生理效应具有适应性
为何航天员训练如此严苛？那是因为航空飞行中，人体需要面临复杂的重力环境。
就拿失重来说，科学研究证明，长期航天飞行面临的失重可导致人体前庭和血管功能下降、骨质丢失、肌肉结构改变。这项调查研究发表于2022年2月的《空军军医大学学报》期刊上，研究显示，进入太空失重环境数日内，尿钙排泄量可增加 60% ～ 70%。
随着飞行时间的延长，骨矿物质流失不断增加，其中跟骨骨质在太空飞行2个月后丢失 4. 5% ，4个月后丢失7. 9%。人体椎骨骨密度在太空飞行 2 ～ 4 个月减少 0. 67% ～0. 93% ，5 ～ 7 个月减少 0. 3% ～ 10. 8%。由于个体差异和测量方法的不同，骨质丢失的绝对值可能有一定差异，但太空失重环境可能比地基模拟失重降幅更大。
同时，在航天失重环境下，心脏不需要加大收缩力克服重力维持动脉血压向头部输送血液。因此，心脏在航天飞行 8 ～ 10 天后就可能产生废用性萎缩，幅度高达10%。除此之外，长期失重还会对骨骼肌、大脑结构、神经视觉系统产生影响。
如果人体没有经过失重训练，很难一下子适应太空环境。并且，通过制定科学的防护锻炼措施，可以让航天员的失重生理效应发生一定程度的改变。
一项名为 Space Physiology and Medicine 的国外期刊公布了不同的失重时间下，神经前庭系统、液体和电解质、心血管系统、红细胞团、骨和钙代谢、去脂体重、辐射影响等身体指标的变化，可以看出，航天员对失重环境的适应经历着适应性变化。
也就是说，升空前适时的失重训练可以让身体指标提前进入最佳状态，对环境的适应性也会更好。
训练后超重耐力提高
在我国，“魔鬼式”的航天员训练项目不仅可以淘汰重力变化耐受力差的个体，还是对航天员进行科学防护的有效方法之一。
载人航天飞行中，航天员需要同时承受 Gx 和 Gz 两个轴向的超重作用。研究表明，经过包含 Gx 耐力和 Gz 耐力项目的离心机训练，人的 Gz 耐力可提高 2~2.5G， Gx 耐力可提高 1.6~5.8G，后者的训练效果可持续 6 个月。这也就解释了为什么在执行任务前，航天员还要完成上千小时有针对性的特训。
正如亲身经历过全套训练的费俊龙（神舟十五号载人飞船指令长）所说：“只有通过刻苦训练，才能提升荷载力。”“中国空间站大合影”中的每一位航天员，都经历了数年甚至数十年的严苛训练，才能经受航天飞行中身体的不适应及太空环境下的恶劣环境。
“凡人”上天虽不易，但杨利伟做到了，聂海胜做到了，王亚平做到了，邓清明也做到了……
向伟大的航天员致敬！
组稿：祝翠
参考资料：
1.吕松泽等，《航天失重对人体的生理影响及对抗研究进展》，《空军军医大学学报》[M]
2.王林杰等，《长期航天飞行失重生理效应防护策略分析》，《航天医学与医学工程》[M]
3.吴 萍，吴 斌，黄伟芬等，《中长期飞行对人体超重耐力的影响及防护》，《载人航天》[M]
4.刘岩，《航天员是如何选拔训练的》，《军事文摘》[M]
5.甘晓，《航天员十年——“中国奇迹”的背后》，《今日科苑》[M]
6.视频来源于科创中国抖音号“院士开讲”，部分图片来源于网络。
