从发射前进舱开始,直到返回着陆后被地面人员接应为止,航天员都面临着潜在的危险,通过救生与生存训练,可以使航天员掌握发射前、飞行中、返回后的救生与生存技能。救生与生存训练主要包括发射前紧急撤离训练、飞行中的救生训练、着陆后的出舱训练、生存训练和营救训练。
(1)待发段的救生训练
从航天员进舱开始,一直到火箭点火升空这一时段,称为待发段,航天员一般在发射前2~3小时进舱。火箭和航天器在待发段有可能出现各种故障,其中有些故障会威胁到航天员的生命安全,因此工程设计上采取了相应的救生措施,以保证航天员的生命安全。待发段的救生,各国采用的方法不尽相同,但目的都是为了在出现紧急情况时,能迅速将航天员撤离转移到安全地带,一般有紧急撤离防爆电梯、紧急撤离滑道、紧急撤离索道以及飞船的逃逸救生等措施。如发射前火箭燃料发生泄漏,虽不一定会引起爆炸,但因燃料有剧毒,会威胁航天员的生命,此时,通过升降机或电梯下降到火箭基座是不明智的,因为火箭基座正是危险最大的区域,因此必须使航天员迅速离开。美国采用了紧急撤离索道系统,他们给航天员准备了撤离筐(共有7个),架在长约360米的钢缆上。撤离筐与航天飞机舱门等高,下部装有滑轮,仅需30秒,航天员即可撤离到远离发射塔的安全地带,然后或是进入地下掩体等候危险过去,或是驾驶军用载人装甲车迅速撤走。
待发段救生训练的项目和内容,是根据采用的救生措施确定的,但无论采用何种方法,紧急撤离训练必须使航天员熟悉待发段可能出现的各种危险情况,相应的撤离措施,以及紧急撤离的设施和装备,使航天员熟练掌握紧急撤离所要完成的各项操作、撤离程序和相关技能。
飞船设有逃逸救生系统,可以在待发段实施逃逸。但是,在待发段实施逃逸救生,意味着此次航天计划夭折,付出的代价太大,所以轻易不会启用,而且一般也不会让航天员进行手动控制实施逃逸。
飞船实施逃逸时,航天员基本上是被动经历这一过程,所以这方面的训练主要是进行理论授课和观看录像,使航天员了解飞船逃逸系统的设计、工作原理,逃逸飞行的过程和特点,以及待发段出现何种故障才能实施逃逸。
(2)上升段的救生训练
航天器在上升过程中,也会出现各种危险情况,需要对航天员实施逃逸救生。
在上升段实施飞船逃逸救生,主要采用自动控制方式,由船上和箭上的程控指令或地面指挥控制中心发出遥控指令,当程控和遥控都失灵时,才由航天员实施手控逃逸,手控逃逸仅仅是提高系统安全性、可靠性的备份措施。上升段飞船的逃逸救生训练跟待发段基本相同,但增加了在模拟器里进行相应的手控操作及程序训练。
(3)轨道运行段和返回段的救生训练
航天器入轨后,如果有紧急情况发生,航天员将按照飞行前制定好的方案,在地面飞行控制中心的指挥下提前返回。如果航天员在空间站出现问题,或者空间站有问题需要航天员撤离,必须有飞船或者航天飞机将他们营救撤出。这些训练是结合应急飞行程序训练完成的,需要在模拟器中进行大量的模拟训练。
(4)着陆后的救生训练
当航天员应急返回或在返回过程中航天器姿态自动控制失灵时,航天器可能会降落在其他地方,这将给地面的救援工作带来一定困难。航天器着陆后,当航天员生命受到威胁时,航天员必须立即出舱以保护自己,这属于一种自救行为。那么,在什么情况下航天员必须出舱,出舱前要做哪些准备工作,如何出舱,出舱时乘员之间如何配合协作,都是航天员必须了解和掌握的重要内容,与此相关的训练叫做“着陆后的出舱训练”。通过该训练,可以使航天员了解和掌握着陆后可能出现的各种危险情况及应对措施,出舱前准备工作的内容、操作方法和程序(如在返回舱内脱下舱内航天服,穿上抗浸防寒服),以及正常着陆和异常着陆情况下的出舱方法、程序和技巧,尤其是水上出舱的方法和程序(图2-16)。
图2-16 水上出舱训练
着陆后的营救训练,是着陆后救生训练的另一个重要内容。不论是在陆地还是在水上,当情况紧急时,航天员出舱后,也要对他们进行营救。常用的办法是利用直升机对航天员进行救援,将航天员悬吊到直升机上,因此,航天员要进行直升机悬吊的营救训练,以便掌握悬吊装备的使用方法,以及配合营救的方法和动作要领。此外,航天员还要学习有关的国际救援常识。
(5)着陆后的生存训练
航天员应急返回时,可能会在非预定的区域着陆,这些区域可能是无人居住的不毛之地,或是不容易进入的地区,或降落在海洋中。当着陆点远离寻找和营救基地,而且又无法建立通信联系,或着陆点(溅落点)周围的气候条件很差,航天员无法被及时救援时,航天员就要依靠自己及携带的个人救生物品维持生存。影响航天员生存能力的因素很多,有主观因素,也有客观因素。实践证明,航天员长时间的生存,首先取决于他的生存技能,此外还有良好的机体储备以及克制和控制恐惧的能力。为了提高航天员的野外生存能力,必须对航天员进行着陆后的生存训练,使航天员了解和熟悉航天器返回着陆后可能遇到的沙漠、海洋、森林等恶劣环境的特征,并掌握相应的生存技能。通过生存训练,也可以锻炼他们的意志,培养他们良好的心理品质。因为生存训练是以乘组的形式进行的,所以对加强乘组成员之间的团结协作精神、协同配合能力,提高乘组完成任务的能力,也是非常有益的。另外,野外生存训练对于评价和研究乘组内航天员的个人心理素质和性格特点以及人际关系,也是很有价值的。
生存训练一般分为三个部分,一是学习相关的生存知识,包括了解和熟悉飞船可能降落区域的地理气候特征,如沙漠、海洋、寒区、热带雨林等,明白哪些因素对机体有不利影响及相应的防护方法,学会识别可食用的动植物和有毒的动植物,以及取火、备餐、辨认方向、建造住所的方法等。这些生存知识能提高航天员的自信心,也是他们掌握生存技能的基础。
二是个人救生装备的使用训练。为了使营救人员能迅速发现航天员,提高航天员的生存能力,每次飞行都给每位航天员配备个人救生物品和装备。在训练过程中,航天员必须了解这些器材、物品和装备的性能、原理、使用方法及其功能,重点是掌握操作技能。
三是野外生存训练。一般在给航天员讲授了生存知识,航天员基本掌握了个人救生物品和装备使用技能之后,要安排航天员在不同的地理气候环境下进行野外生存训练,根据航天器可能着陆的区域及返回的季节,选择相应的训练项目和内容。
航天员的野外生存训练一般有海上、沙漠、寒区、森林的生存训练。海上生存训练的目的,是使航天员了解和熟悉海洋环境特征,了解并掌握海上舱内工作特点及注意事项,掌握正确的出舱及落水方法、程序和动作要领,掌握海上生存的技能。海上生存训练一般与海上出舱训练结合进行,航天员主要是练习出舱的方法和程序,以及进行联络求救(发信号弹、释放光烟信号管等)、食用救生食品和饮水等生存技能。在沙漠、森林和寒区等陆地的生存保障训练活动,主要有利用返回舱、降落伞及其他器材营造防风沙掩体或热防护掩体,使用通信联络设备进行求救活动,确定方位,利用手边器材营造临时住所,生篝火,实施自救和互救并预防疾病,通过狩猎、钓鱼和收集可食用的野生植物来补充食品和饮水储备。行军转移,防备野兽、害虫和毒蛇的袭击,这也是实施野外生存训练的主要内容。训练时通常将乘组、返回舱和个人救生包放在某一环境中,让航天员在这种环境中坚持24~48小时,让他们运用所学的知识和技能进行求救和生存活动。为了保证训练时的安全,教员会以一定的方式与受训者保持联系。野外生存训练也可以和负责营救的部门结合进行演练。