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宇宙訓練方法大全

發布時間:2022-05-17 15:28:10

⑴ 宇航員在太空中是怎樣鍛煉的

茫茫太空中進行宇宙航行的宇航員,是不是需要進行體育鍛煉呢?在進行宇宙航行的初期,每次宇宙航行的時間只有幾天,宇航員著陸後並沒有發現有什麼異常情況。然而,隨著宇航時間的不斷增長,問題也就隨之出現了。

首先發現的問題是,當宇航員在太空中航行一個星期後返回地球的時候,宇航員出現了「起立性低血壓症」,而且身體都比較虛弱。甚至連飛船的艙口也出不了,需要人扶著他們出艙。造成上述現象的主要原因,是由於宇航員長期停留在太空失重的環境中,身體產生脫鈣,從而使骨骼變得疏鬆,肌肉也軟弱無力。

那麼,怎麼才能克服這種現象呢?科學家們找到了解決的辦法。那就是在宇航員食物中增加鈣、磷、鉀和維生素D,以及在太空中進行必要的體育鍛煉。

但是,宇宙航行的環境與地面大不相同,不僅飛船的艙內空間很有限,載重量也不可能過大,一些體育的設施無法裝置。同時,人體在太空中出現失重現象而飄浮在空間,雙腳都很難落在艙底。在這種情況下,又怎麼能進行體育鍛煉呢?

體育科學家們經過反復研究和實踐,已經找到了在太空中進行身體鍛煉的項目及方法。這些項目和方法,大致可分為以下類型:

利用彈簧進行身體鍛煉。比如讓宇航員坐在椅子上,將身體固定好以後,用手和腳反復推、拉一種特製的彈簧器材;也可以用雙手、雙腳或者一手、一腳分別拉彈簧器材的兩頭;還可以用具有較好彈性的橡皮帶將四肢固定後,兩臂分別或同時向下、向左、向右拉橡皮帶;或者用雙腳、單腳往上拉橡皮帶等。以此種種方法來鍛煉宇航員的四肢骨骼和肌肉的力量。同時,醫學家們還為宇航員設計了一種具有彈性的服裝。宇航員穿上這種特製的服裝後,全身都可以受到彈力的作用。只要一活動身體,就能夠達到鍛煉身體的效果。

還可以利用人體肌肉的頡抗作用來進行身體鍛煉。如用雙手五指交叉,進行對拉、拉推或者互拉;還可以雙手拉腳而腳用力往前伸等。有人還為宇航員們編了一套由這些動作組成的體操。這種不需任何器材和不受空間限制的鍛煉方法,也同樣起到鍛煉四肢和身體的作用。

利用雙手推、拉或者打擊懸掛在艙內的重物,以達到鍛煉身體的目的。

由於宇航員在太空中採取並堅持以上幾種鍛煉身體的運動項目和方法,從而使他們的體質和骨骼及肌肉的力量不斷增強。即使在太空中航行二三百天,甚至更長的時間,身體也不會變得虛弱,返回地球後再不會出現「起立性低血壓症」和其他症狀了。

⑵ 在太空有哪些體育鍛煉項目

其一是踩「自行車練功器」。自行車的車架是固定不動的,只有車輪可以轉動。為了不使身體飄浮,需用安全帶固定起來,然後雙腳克服彈性帶的彈力蹬動車輪,數字記功儀表通過感測器所做的功記錄並顯示出來。美國「天空實驗室」和前蘇聯「禮炮」號航天站上的宇航員每次踩自行車練功器做的功不得少於4萬到4.5萬千克力米(392~441千牛米)。

其二是在「微型跑道」上跑步。所謂「微型跑道」,只不過是一個皮帶式的滾道。名為跑步,其實身體的直線位;置是不變的,人站在滾道上,為了跟進滾動的滾道,需要克服50千克力(490牛)左右的皮帶的拉力。這是模擬人在地面上的體重。人在地面上跑步,正是骨骼÷肌肉系統克服地心對人體的引力而達到鍛煉的目的。在「微型跑道」上跑步,皮帶拉力造成的負荷,可以使骨骼一肌肉系統得到鍛煉。美蘇都規定,每次在「微型跑道」上跑步的距離應達到3000~4000米。前蘇聯宇航員羅曼年科在11個月的太空飛行中共跑了1000多千米。

其三是拉「彈簧拉力器」。大家知道,彈簧的拉力是與重力無關的力。因此,在失重環境中拉「彈簧拉力器」,仍然需要用力氣。太空中用的彈簧拉力器與地面上用的相同,一般有五根彈簧,每拉長0.3米要用11千克力(107.8牛)的力。

此外,體操也是太空體育鍛煉的一個主要項目。在載人航天初期,飛行時間短,座艙中沒有配備體育鍛煉器材,體操幾乎是唯一的體育鍛煉活動。前蘇聯早期的「聯盟」號飛船宇航員,每晝夜作兩次體操,每次30分鍾。」隨著航天時間的延長,每次體操的時間也延長到印分鍾。

還有一種「准」體育器材,就是「負壓褲子」。這種褲子可以密封,穿上後將裡面的空氣抽掉,造成下身負壓,使在失重環境中往上涌的血液流向下肢,以避免下身病變。

縱觀上述太空體育活動,與襁褓中的嬰兒一樣,只是原地伸伸胳膊動動腿而已。而負壓褲子恰似真正的襁褓,連手腳都不用動了。但是,太空中的體育鍛煉要求是很嚴格的,因而也是十分艱苦的。美國「天空實驗室」上的宇航員,每晝夜需進行三次體育鍛煉,每次的時間分別為30、60、90分鍾。前蘇聯「禮飽」號航天站上的宇航員,每晝夜也是三次體育鍛煉,其中兩次各75分鍾,一次30分鍾。地面指揮中心通過遙測系統對宇航員的體育鍛煉情況進行監督和監測。

地面指揮中心不僅對宇航員的體育活動進行監督,而且對宇航員的整個身體健康狀況進行監督和監測。如地面指揮中心通過遙測系統可以監測座艙環境參數和宇航員的生理生化指標,通過電話詢問和電視觀察了解宇航員的自我感覺和神態表現。

飛船座艙里還設有測量心電圖、血壓、心音、心震、脈膊、體溫、皮膚電阻、呼吸和分析語言的感測器,有睡眠分析器,地面指揮中心可隨時得到有關數據。另外,自行車功量計上的數據可以反映宇航員的新陳代謝機能,下身負壓裝置上的數據可以評估心血管的調節功能。地面醫生分析所有數據後對宇航員的功能狀況作出「正常」、「過度」、危險」的判斷,從而調整宇航員的作息時間和作出駐留久暫的決策。

1969年,美國「阿波羅」飛船在登月飛行過程中,地面指揮中心的醫務監護人員,通過各種先進的遙測手段收集宇航員的生理生化指標和詢問、觀察,發現宇航員有鼻炎、胃炎、腸炎、流感、呼吸刺激、胃部不適和惡心嘔吐等多種病症,及時通知宇航員採取既定的醫療措施,成功地進行了治療,保護了宇航員的工作能力和身體健康,保證了登月任務的勝利完成。

1987年2月8日,前蘇聯宇航員拉韋金和羅曼年科乘「聯盟皿-2」號飛船進入「和平」號航天站,按計劃兩人同時在太空飛行一年時間,但拉韋金不幸中途生病,地面指揮中心決定讓他在7月30日提前返回。另一名宇航員羅曼年科,由於感覺疲勞,地面指揮中心不斷地減少他的工作時間,由開始的每天8.5小時,逐漸減少為6.5、5.5、4.5小時,直至最後停止一切工作,使他創造了在太空飛行326天的紀錄。

齊奧爾科夫斯基說,地球是人類的搖籃,那麼,剛剛離開地球而步人太空的宇航員,就是剛剛走出搖籃的幼童了。上述情況正好說明了這一點,進入太空的宇航員,處處需要地球上「母親」的照料。

⑶ 航天員掌握太空行走技術的訓練方式是怎樣的

太空行走技術非常復雜,要掌握這項技術必須進行大量的訓練。它分技能訓練和任務訓練兩種。前者是讓航天員學習怎樣穿脫艙外活動航天服、熟練掌握出艙程序和在太空行走時控制自己的身體和運動;後者是學習如何完成出艙活動任務。

除理論學習外,航天員主要在出艙程序訓練模擬器、中性浮力水槽和低壓艙三個設備上,進行艙外航天服和氣閘艙出艙活動相關設備的操作訓練及出艙程序訓練。最重要的就是在水槽中的訓練,因為這種方法可以給航天員提供模擬失重的訓練環境,所以是最為有效的訓練手段。

我國航天員中心的中性浮力水槽呈圓形,直徑23米,深10米,為亞洲最大。在水槽訓練時,需通過調整航天員水槽訓練服上的配重鉛塊,使航天員既不浮上來,也不沉底,從而模擬失重環境的操作效應,但與艙外實際操作還是有些區別。

水槽內有個1:1的核心艙模型。通過中性浮力水槽訓練,可使航天員體驗和熟練掌握模擬失重狀態下身體的運動與姿態控制,以及出艙活動操作的特點、方法、技巧和技能,包括開關艙門、出艙和進艙、艙外行走、艙外作業,安裝新的設備、修理和更換部件等。艙外活動的一個操作動作,一般要在水槽里練幾十次。

由於太空行走主要是用手「走」,所以神舟十二號乘組加強了體能訓練、上肢力量訓練和核心力量訓練,航天員在水槽里訓練時,要穿200多公斤的水槽訓練服在水下訓練幾個小時,航天員最初訓練結束後連筷子都拿不住了。

另外,男女航天員的訓練標準是一致的,王亞平等兩名女航天員最初也面臨巨大挑戰,但經過訓練後都沒有問題了。所以今明兩年,我國太空行走第一位女航天員有可能問世。

太空行走「世界冠軍」

太空行走「世界冠軍」是俄羅斯的索洛維約夫。他總共進行過16次太空行走,在太空停留時間總共為77小時41分鍾。

在一次太空行走中在太空停留時間最長的是兩名航天員赫爾姆斯和沃斯,他們於2001年3月11日從國際空間站出艙,在太空停留8小時56分鍾,將近9個小時。而美國航宇局的要求是6小時,一般航天員在太空停留的時間是7小時左右,因此在太空停留8小時56分已到了太空行走時間的極限。

以上內容參考北晚新視覺-太空服大揭秘!航天員出艙七個小時咋喝水?

⑷ 宇航員是怎樣訓練的

航天員訓練包括專業基礎理論訓練、體質訓練、特因耐力與適應性訓練、專業技術訓練、飛行程序與任務模擬訓練、救生與生存訓練、飛行技能訓練、心理訓練、大型聯合演練等,綜合起來屬於三大方面,即專業基礎知識訓練、職業技能訓練和飛行任務訓練。

入選航天員大隊之後,首先進行的是專業基礎理論訓練,學習內容包括宇宙、大氣、天文、氣象、地球物理、空氣動力學、火箭與飛船設計原理、飛船系統及部件結構、導航及控制、通訊、遙測及遙控、數學、計算機以及外語等航天所需的理論知識。此外,還有航天醫學和生理學等內容。通過訓練提高他們的認知水平,為後續訓練奠定基礎。

載人航天首要要解決三方面的問題:1.乘宇宙飛船遨遊太空的過程中,在那種特定的狹小的環境中,要學會在失重條件下吃、喝、拉、撒、睡;2.要學會操縱、控制飛行器,學會使用艙內的儀器設備,並能在其中做科學實驗。對地觀察、遙測和通訊等,能夠及時地發現故障並排除故障;3.臨危不懼,在危險的情況下,能夠逃逸救生。非正常返回的情況下,不管是降落在江、河、湖、海或沙漠、戈壁、高山、峽谷、熱帶叢林、茫茫林海雪原的高寒地帶,都能夠生存,能夠及時求救和自救。

航天員為了迎接嚴酷的太空環境的挑戰以及在地球上漫長而繁重的訓練,必須保持原來健壯的體格,光有健康的身體還不夠,必須通過體能訓練,使之適應對宇宙和飛船的特殊環境因素,提高其耐受力。體能訓練貫穿載人航天的全過程,每天要進行1至2小時的體質鍛煉。

鍛煉的科目具有多樣性:以耐力為主的長跑、游泳、爬山等;以力量為主的負重、仰卧起坐等;以靈活性為主的體操、固定滾輪、旋梯、彈性跳躍網、鞦韆、轉椅、浪木等以及鍛煉心肺功能的跑台,自行車功量計等有針對性的運動。

特因耐力與適應性訓練:這項訓練是航天員訓練的重頭戲,它包括超重訓練、前庭功能訓練、低壓缺氧、高/低溫、振動和雜訊環境訓練等。

火箭起飛時,航天員將會遇到806gs的加速度(S為秒),這樣大的加速度,人體無論如何是耐受不了的。工程上把它分解,採用三級運載火箭,使得每級不超過5g,每級持續時間100s至200s左右,飛船返回時,重力加速度為5至9g,持續200s左右,而人的耐受限度,縱向3至4g;橫向(從胸到背方向)可達7至8g,持續時間可到30s。這就是我們在電視畫面上看到的楊利偉在飛船座艙中是仰卧位。只有這種姿勢才能保證航天員在飛船起飛和返回過程中是安全的,使之處於頭腦清醒的狀態。超重耐力是通過人在離心機上周期性的訓練和適應而獲得的。

飛船在軌道飛行期間,處於微重力環境下,由於失重,身輕如燕,航天員和其他物品如不被束縛,就飄來飄去,雖然看上去很好玩,但會感到有點頭暈腦漲,操作不便,甚至有時定向能力發生困難。這樣,就很難在太空生活、工作和執行特殊的飛行任務。因此,必須在地球重力環境下,製造失重環境,加大失重適應性的訓練。失重環境是靠高性能失重飛機飛拋物線獲得的。每作一次拋物線飛行可獲得20s至30s失重時間,多次連續拋物線飛行,在飛機作一次起降飛行時間內累計可獲得5至20min的失重時間。航天員在失重訓練中熟悉失重環境,體驗飄浮感覺以及人體的某些其他感覺,消除對失重狀態的恐懼感。在失重條件下,訓練穿脫航天服、行走、移重物、進食、飲水並進行書寫練習等。

普通人在地球上乘車、船時,還有暈車、暈船和暈機的,更不要說太空環境了。國外,遨遊太空的航天員,差不多有40%的人曾發生航天運動病,出現頭暈、惡心、出虛汗等症狀,工作效率低下。前庭功能訓練分主動訓練和被動訓練兩種。主動訓練是若干體育運動項目,如徒手操、跳彈跳網、滑雪、滑冰、沖浪、旋梯、滾輪等運動項目。這些運動項目在提高航天員身體素質的基礎上,鍛煉前庭器官感受器和運動系統。通過系統訓練,平衡功能可以提高一半以上,訓練效果可保持半年左右。被動訓練是用鞦韆、轉椅、離心機、飛機等產生角加速度、線性加速度以及「科里奧利」加速度,反復刺激前庭器官,提高人體對運動刺激的耐受性,使之在接受刺激時,不會發生眩暈和錯覺症狀。

讓航天員在低壓艙內穿或不穿航天服,生活、工作、適應和操作,並讓航天員呼吸低氧和高於正常濃度的二氧化碳。讓他們熟悉和體驗這種環境,以便在實際航行中,一旦因座艙環境失調,氧氣供應不足,二氧化碳濃度高於允許范圍,甚至艙內壓力泄漏的應激狀況下,不致驚慌失措,能夠准確地作出判斷,穿好航天服,精確地進行操作。

飛船在發射升空和返回時都會產生一定強度的雜訊和振動。在發射時,艙內雜訊可達125分貝左右。這樣強度的雜訊會對人的聽力造成較嚴重的損害?⒂跋焱ɑ靶ЧU穸岫勻說牟僮韃跋臁7紗詮斕婪尚兄校肷駝穸嵊跋旌教煸鋇乃噝菹ⅰN聳購教煸痹詬咴肷駝穸跫履苷5牟僮鰲⒐ぷ骱退擼鞣澇肷幀⒍齲庀鈦盜吠ǔJ鞘視π院吞逖樾緣摹?

通常進行表象訓練、放鬆訓練、心理訪談等。其目的在於:

1.發展與強化航天員在極其嚴酷而復雜的太空環境中,完成航天任務所需的感覺、知覺、注意、表象、記憶、思維等心理品質。

2.培養航天員勇敢、沉著、堅定、頑強的個性特徵,使之在高度緊張、危險、意外的緊急關頭,能消除過度緊張情緒,保持高度的心理穩定性。

3.增強航天員心理上的承受力,即使在缺氧、減壓、加速度的條件下,能經受意外沖擊以及能應付環境突變的能力。

4.進行思維敏捷性訓練,提高應變思維能力。

心理訓練貫穿航天員訓練的全過程,往往與其他訓練項目交織在一起。如飛行訓練、跳傘訓練,在完成專業技能訓練之外,克服緊張、焦慮、慌亂、恐懼情緒等達到心理訓練的目的,也通過適當的文體活動轉移注意,利用生物反饋方法進行自我放鬆訓練,達到迅速消除疲勞和緊張情緒,保持和恢復正常精力。

⑸ 宇航員們如何在地球上訓練太空行走

在水下自由浮潛是訓練太空行走最好的方法。


中性浮力實驗室是設在美國休斯敦的一個實驗室,它建在一個巨大的游泳池裡,這個游泳池長61米,寬31米,水深12米。


潛水員們把配重加在宇航服上,以保證宇航服浮力的平衡,這樣就像在宇宙空間中飄浮那樣


。這就是我們說的那種失重的感覺,但這種模擬並不能完全確切地模擬太空中的體驗。


宇航員的潛水服更加沉重,而且與空無一物的太空不同,在水下運動時宇航員會感受到水的壓力。

盡管有這樣的區別,但在游泳池中訓練,是在地球上能做的最好的准備工作。

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⑹ 宇航員有哪些基礎性訓練

雙子星座飛船的宇航員訓練大致分3個階段進行的一般性訓練,要進行6個月的科學知識學習,結合平時的身體素質鍛煉。按照雙子星座及阿波羅飛船的飛行計劃,這批宇航員要比水星號飛船宇航員所學的科學知識廣和深,如地質學、天文學、數學、飛行力學、基本的空氣動力學、火箭發動機、電子計算機、慣性系統、,導航技術、導航與控制、通訊技術、飛船控制系統及實驗室模擬技術、上層大氣及宇宙物理學、生理學、航天醫學生物學、飛行生理學和環境系統以及氣象學等等,總計學習時間不少於568小時。

凡是參加阿波羅計劃受訓的宇航員,都要安排6個月的科學技術知識的學習與訓練,其學習課程比雙子星座飛船宇航員學習的課程要少些,因為在選拔時就已注意到宇航員本身的知識水平。阿波羅計劃飛行的宇航員所要熟悉與掌握的科學知識主要有地質學、天文學、數學計算機、航天醫學、高空大氣和宇宙生理學、飛行動力學、氣象學、制導與導航、火箭發動機和通訊技術等。學習這些基礎課程主要是保證宇航員能完成阿波羅飛船的特殊航天任務,大多數課題是直接結合討論飛船各個系統的基本特徵進行的。如阿波羅飛船的制導與導航等等。學習與訓練計劃安排每周平均有3個半天的時間,在這項基礎訓練的同時,也要進行航天特殊環境因素耐力訓練和救生訓練。為了使宇航員熟悉超重、失重、噪音、振動、高低溫、加壓服和座艙壓力變化等情況,並對這些特殊環境因素有適應性和忍耐力,要進行一定時間的模擬環境的試驗性訓練,以增強其適應性與耐力。阿波羅宇航員的救生訓練要比水星及雙子星座飛船宇航員訓練嚴一些。計劃規定要他們在熱帶地區、沙漠環境和水上各進行5天的特殊生存與救生訓練項目,訓練的目的是要使宇航員確信他們即使發生意外著陸,也會有能力生存到救援者到來之前,即生存到被營救時刻。每種訓練分三個部分,即生存概念課題,使宇航員相信無論到什麼地方或怎樣的惡劣環境都有生存的可能;第二是如何生存,即生存方式,例如訓練設計者要求被訓練的人員在沙漠、稠密的森林、海洋上進行生存訓練,自己製造蒸溜水,學習追捕和宰殺野生動物,並對其進行烹調,使它成為食物;第三是進行特殊環境生活的實際親身體驗。在水上訓練救生時一般和出艙訓練合並進行,但訓練時間要相對延長。

為了熟知阿波羅飛船的各個系統工程結構及原理,要求宇航員與工程設計人員及生產企業有關人員進行接觸,並在實際飛船上進行實驗工作,然後要求每個受訓宇航員作出飛船各個系統的報告,以考核其熟知程度。

⑺ 飛上太空的宇航員,都要經過哪些鍛煉和培訓

宇航員的太空飛行過程從地面開始,穿過地球大氣層,進入太空,最後安全返回地面。所以他們必須掌握與此相關的各種基礎知識,如飛行動力學、空氣動力學、地球物理學、氣象學、天文學、天文導航等;宇航員隨火箭和各種載人飛船飛行,所以還必須熟悉火箭和飛船的設計原理、結構、導航控制、通信、駕駛艙內設備和儀器的性能以及簡單的維護技巧;他們還必須詳細掌握每次航行任務的細節。空間特殊技能訓練主要是模擬真實的空間飛行環境和過程,使航天員熟練掌握操作技能,應對各種可能出現的情況。飛機飛行訓練,為了提高宇航員抵抗噪音、振動和超重的能力,增強人體前庭器官系統的穩定性,訓練在失重狀態下生活和工作的能力。

空間生活環境訓練隔離艙常用於提高人員對安靜的空間環境和生活規律的適應能力。應急救生訓練根據不同的救生方案,對彈射座椅或救生塔進行救生訓練。有時人們被放在人煙稀少的森林和寒冷的海水中,在特殊情況下訓練自己的生存能力。模擬飛行訓練宇航員在執行任務前必須集中半年以上的時間進行具體訓練。宇航員不僅參與航天器組裝、試驗和火箭發射前試驗,還進行特殊的飛行模擬、對接和著陸訓練。模擬飛行訓練是在低真空的航天器模擬艙內進行的,可以給人除失重以外的一切飛行感覺和環境。培訓分為四個階段。所有航天員在各自崗位上熟悉各自的操作內容;其次是飛行科目訓練;最後兩個階段是飛行程序和各種項目的綜合訓練,如航天員與地面控制中心的溝通,飛行突發事件和故障的綜合處理,以及對掌握飛行任務全過程的熟悉。模擬訓練還包括航天器著陸訓練、航天器對接訓練、艙外活動、室內外活動、回收和救生。

⑻ 航天員們在太空是如何鍛煉身體的

航天員在太空中會通過騎自行車和跑步來鍛煉身體,但是這些運動的工具都是特製的,所以比較適合在太空中鍛煉身體。在神舟十三號載人飛船成功發射之後,很多人都非常關注航天員在太空中的生活起居。翟志剛,王亞平和葉富光這三名航天員在太空中的生活也被大家時刻關注著,同時他們也會拍攝一些小短片傳回地球,讓我們觀看了解太空中的生活。

把自己的身體固定在牆上,然後用手扶著旁邊的把手就可以蹬自行車了,這樣可以鍛煉到航天員的腿部力量。除了蹬自行車,很多航天員也非常喜歡拉力帶,就像和地球上一樣,拉力帶也是能夠增加阻力的,比較有利於鍛煉肌肉力量。

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