（第一节）飞天的神力——航天技术
在航天领域，我们通常把载人、不载人的航天器在地球大气层外的航行活动称为航天。探索、开发和利用太空以及地球以外的天体的综合性工程技术，我们称之为航天技术或空间技术。航天技术既是人类航天活动的基础技术，也是军事航天活动的基础技术，所以航天技术被专家称为“登天滥觞”。
一、阻碍与突破——大气和航天器
在人类早期的航天活动中，有很多勇敢者企图亲自登天，但多以失败甚至丧命而告终。后来，随着航天技术的发展，人们才有条件设计出可代替人的部分功能的各种航天器，这些航天器，都是人类派向太空的“使者”。大家都知道，在我们人类赖以生存的地球周围包围着一层看不见、摸不着的空气，也就是大气。
大气的底层就是地球的表面，它的上层大约可以延伸到距地球表面100千米的高空。地球大气层内的空间称为“空”，飞机只能在大气层内飞行，所以叫航空，而航天的“天”是指地球大气层外的宇宙空间。早在1960年“国际航空联合会”在巴塞罗那开会时，就规定100千米的高度为大气层的上界，这已被航天界和航空界广泛接受。所以，人们把大气层之外距地球海平面100千米以上的广阔宇宙空间，称为“空间”，也常称为“太空”、“外空”，简称“天”。离地球表面100~40000千米为近地空间，40000~384000千米为远地空间，384000千米以上为星际空间。当前，人类对空间的利用，尤其是军事利用，还主要是近地空间。
大气层分为对流层、平流层、中间层、电离层和扩散层。对流层是指大气从地面到空中10~20千米的高度。空气在对流层里是非常活跃的，地面上的热空气不断地上升，上面的冷空气则不断地下来补充，通过上下对流，形成了风、雨、雪、雹等大气自然现象和冷热的变化，“对流”层因此而得名。对流层中空气约占全部空气的3/4，并含有大量的水汽和灰尘，人类就生活在这样的大气环境里，因此，对流层对我们人类的生活产生了很大的影响。平流层是在对流层顶之上，上界伸展到约距地面约50~55千米处。
人们常把平流层称为同温层，实际上指的是平流层的下部。在平流层中，空气的垂直运动比对流层弱，水汽和尘粒含量也相对较少，因而在平流层中气流相对比较平缓，能见度较佳，故称“平流”。对于飞行来说，平流层中气流平稳、空气阻力小是有利的一面；但因空气稀薄，飞机的稳定性和操纵性变得恶化，这又带来了对飞行不利的一面，高性能的现代歼击机和侦察机都能在平流层中飞行。随着航空技术的提高，飞机飞行上限变得日益增高，伴随着火箭、导弹的运用，人类加强了对平流层的研究。
中间层是从平流层顶大约50~55千米伸展到距地面80~95千米高度，这一层的气温随高度增加而下降，空气有相当强烈的垂直运动。
电离层是从中间层顶伸展到距地面约800千米的高度。这一层的空气密度很小，声波也难以传播，在电离层中气温随高度增加而上升，此外，空气处于高度电离状态。电离层中各高度上空气电离的程度是不均匀的，存在着电离强度相对较强的几个层次。有时，在地球的两极常可见到光彩夺目的极光。电离层的变化直接影响着飞行器的无线电通信。
扩散层又称逃逸层、外大气层，是地球大气的最外层，位于热层之上。那里的空气极其稀薄，同时又远离地面，受地球的引力作用较小，因而大气分子不断地向星际空间“逃跑”。航天器脱离这一层后便进入了太空中的飞行。
航天器是指在地球大气层以外空间，基本按天体力学规律运行的各种飞行器，如人造地球卫星、深空探测器、载人飞船、航天飞机、空间站等。由此可见，航天器是冲向太空的人间使者。
航天器按载人与否可分为不载人航天器和载人航天器两大类。不载人航天器可分为人造地球卫星、空间探测器和空间平台。人造地球卫星和不同用途的空间平台是环绕地球在空间轨道上运行的航天器；空间探测器是对月球和月球以远的天体和空间进行探测的航天器。载人航天器可分为载人飞船（或称宇宙飞船）、空间站、航天飞机和空天飞机。载人飞船是能保证航天员在空间短期生活和工作，执行航天任务并返回地面的航天器；空间站是可供多名航天员巡访，长期工作和居住的航天器；航天飞机是可以重复使用的，往返于地面与空间之间的航天器；空天飞机是能在普通机场上起飞和降落，既能像飞机一样在大气层中飞行，又能像航天器一样在轨道上飞行，并是完全可重复使用的载人飞行器。
航天器也可按应用领域的不同分为民用航天器、军用航天器、军民合用航天器三大类。民用航天器为对地球、空间和地外天体进行科学考察和航天技术试验的航天器。军用航天器是以军事应用为目的的航天器，如侦察卫星、导弹预警卫星等。军民合用航天器既可军用又可民用，如通信卫星、导航定位卫星、气象卫星和大多数的载人飞船等。
二、飞天梦想的实现——航天技术
千百年来，深邃的太空引起人类无限的遐想，并流传着人类奔向宇宙的美丽神话和传说。然而，人类从诞生那天起，只能站在地球上仰望庄严和神奇的太空，猜测它的内涵和奥秘。人们多么渴望认识和了解那遥远而神秘的苍茫天穹啊！20世纪中叶，作为这个世纪最伟犬的科学技术成果之一，航天技术推开了宇宙之门，使人类奔向太空的梦想终于变成了现实。从此，人类探索太空的历史揭开了新的辉煌的一页。
航天技术的蓬勃发展，使人们更热切地渴求到无垠的宇宙中去遨游、去探索、去开拓。于是，便有了各种穿梭于近地空间的宇宙飞船和航天飞机；有了激动人心的“阿波罗登月计划”；也有了对太阳系各天体的寻访；还有迈向更遥远太空的“先驱者”号和“旅行者”号……
航天技术给人类社会的政治、经济、军事等诸方面带来了深刻的变革，意义非凡。如今，让航天技术造福于人类，服务于人类，已成为21世纪人类航天活动的主旋律。而且人们早已有了自己的“30年计划”。
在未来的30年内，数量更多、用途更广、寿命更长的各类人造卫星将不断升空。据不完全统计，世界各国计划在今后10年内，将先后发射1000余颗通信、气象、资源等人造卫星。利用人造卫星导航和建立全球综合信息网的巨大工程，将给人类的经济建设和军事活动带来重大影响。
在未来的30年内，太空港将建成。人类将实现太空工业化、商业化、人类化的目标，利用太空资源的各种新型企业将大量涌现。到那时，地球就不再是人类唯一的栖身之地，人类利用空间资源、实现外星居住的梦想终将成真。
在未来的30年内，人类将一如既往地揭示宇宙及生命的起源、存在和未来，寻找“外星人”，继续探测月球、金星、火星、天王星、海王星等。这些活动，将有助于人类了解宇宙是如何从大爆炸的热气体演变成今天的银河系、仙女星系等千万个星系的，明白人类是不是宇宙中的唯一，解开众多有关宇宙的未解之谜。
在未来的30年内，往返于地球与低地球轨道之间的货运飞船、客运飞船将开始运行；月球前哨站和在月球上生产火箭推进剂韵工厂将开始运行；飞往太阳系外的核发电高能飞船将开始运行；巡天飞船将进行首航，开辟地球轨道与火星轨道之间连续客运的通道；将建成第一个火星资源开发基地，提供氧、水、食物、材料和火箭推进剂……
在21世纪的太空时代，航天技术将为人类描绘出一幅五彩纷呈的画卷，吸引着人类向茫茫太空挺进。
三、飞天的奥秘——航天器飞行原理
航天器在空间航行的轨迹称为轨道，航天器由运载火箭发射升空到完成全部飞行任务返回的整个过程，通常包括发射人轨段、在轨运行段和返回再入段，相应的有发射轨道、运行轨道和返回轨道。航天器在轨道运行段完成航天飞行的全部飞行任务，在轨道运行段飞行的航天器，绝大部分时间是在地球引力的作用下的无动力惯性飞行，因此在本质上它与自然天体的运动一致，因此研究航天器的运动可采用天体力学的方法。
1、开普勒三大定律
德国天文学家开普勒通过观测和分析，于1609—1619年先后归纳提出行星运行所遵循的规律，也称“开普勒三定律”，是指行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。
如果把卫星看做行星，地球看做太阳，那么开普勒定律也适用于卫星运动，因而有以下的运动规律：
（1）卫星的运行轨道是个椭圆（圆轨道是椭圆轨道的特例），地球在它的一个焦点上。
（2）卫星和地心连线在同一时间内扫过的面积相等。也就是说卫星的速度在近地点处最大，在远地点处最小。
（3）卫星运行的周期只和半长轴有关。只要半长轴相等，周期也相同。我们简单地来说明一下这条定律，假定有一卫星距地球比另一卫星远4倍，则它绕地球一圈的周期是另一颗卫星的1/8。
2、宇宙速度
人类的航天活动，并不是一味地要逃离地球。特别是当前的应用航天器，需要绕地球飞行，即让航天器做圆周运动。宇宙速度是物体从地球出发，在天体的重力场中运动，3个较有代表性的初始速度的统称。
第一宇宙速度（又称环绕速度）：是指从地面发射航天器时，使其环绕地球运动所需的最小速度，大小为7.9km/s。物体的运动速度达到7.9km/s时，它所产生的离心力，正好与地球对它的引力相等。若发射速度小于这个数值，卫星就不能绕地球飞行，当卫星速度大于这个值时，就能进入绕地球飞行轨道。
随着高度的增加，地球引力下降，环绕地球飞行所需要的飞行速度也降低，所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行，所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。第一宇宙速度有两重意义，它既是发射航天器时的最小初速度，也是航天器在绕地球飞行时的最大环绕速度。
第二宇宙速度（又称逃逸速度）：当卫星速度大于11.2km/s时，物体完全摆脱地球引力束缚，沿一条抛物线轨道脱离地球进入环绕太阳运行的轨道，不再绕地球运行。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。
第三宇宙速度：从地球起飞的航天器飞行速度达到16.6km/s时，就可以摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系进入更广漠的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。
四、空中的威慑——军事航天
1957年10月4日，前苏联把世界上第一颗人造天体送人了太空。从此，人类进入了太空时代。人造地球卫星的发射成功，为人类探索大气外层空间的奥秘，开发和利用太空资源提供了可能，使人类梦寐以求的太空飞行成为现实。同时，也为各军事强国争夺太空战场、取得空间军事优势铺平了道路，又把人类推人了一场空间军事化激流的旋涡之中。军事航天技术的发展极大地扩展了现代战场的空域，使现代战场由陆、海、空三维一体发展为陆、海、空、天四维一体，使太空成为现代战争新的“制高点”。各种军事侦察、监视、预警、通信、导航、气象、大地测量以及雷达标校卫星的发射和使用，使人类的军事活动从陆地、海洋和空中延伸到了外层空间，直接导致了所谓第四维战场的开辟。
军事航天的产生极大地增强了军事侦察和军事指挥控制能力，从目前情况看，超级大国获取的大部分军事情报来自于卫星的空间侦察；大部分远距离军事通信是通过卫星来实现的。今天，包括照相侦察卫星、电子侦察卫星、导航卫星、预警卫星、通信卫星等在内的各种军事航天器或军事空间系统的应用，能够为军事指挥员不断实时获取并提供所需的有关敌方军事目标、军队部署与调动、军队的武器装备的数量和性能等各方面的重要情报，从而保证作战方案的正确制定及对整个作战过程实施正确的指挥。1960年，当人们第一次看到侦察卫星拍摄的关于地面的照片时，就开始意识到航天器的巨大军事价值。后来，随着各种航天器的大量部署和应用，在多次局部战争发挥了巨大作用，军事航天技术已将太空扩展为继陆地、海洋和空中之后的新战场，而且太空间已成为影响战争胜负新的制高点。这主要是因为，在地面、空中和海上设施的配合下，通过部署在空间轨道上的军事卫星等航天器，可以居高临下，全时域、全空域、全天候地监视和掌握地面、海上和空中战场所发生的一切变化，并将有关信息实时地告知部队，从而及时采取正确的对策，确保作战指挥和战斗实施的准确无误。这使得太空已成为现代战场新的重要组成部分，现代战争已离不开空间和航天技术，而且谁掌握有航天技术，谁能控制太空，谁在战争中就拥有主动权，也就具有军事优势。空间战争的帷幕已经拉开，虽然在太空战场上还没出现“短兵相接”、“白刃格斗”的激烈场面，但是，空间电子战、侦察战、情报战不论在平时的军事活动中，还是在局部战争的条件下，都在悄悄地然而确实激烈地进行着，使现代战争的立体感和整体概念更形象更逼真地展示在人们的面前。
目前，大量军用、军民合用卫星与航天器在轨道上运行，已经给现代军事带来了深刻而久远的影响，并且对人类的生存和安全构成了威胁。军事航天倍受各国的重视，利用军事空间系统可以为火炮、导弹、飞机、舰艇提供敌方目标的精确位置，并为它们导航，引导它们准确攻击和摧毁目标，甚至还可通过空间系统的侦察结合作战效果进行评估。一般地说，利用军事空间系统可以及早地监视与发现敌人，增加武器装备的部署方式和作战距离，提高命中的精度和毁伤效果，并可提供杀伤效果的信息，便于决定是否需要再次发起攻击。所有这些作用是一般地面系统或空中系统难以起到的。此外，军事航天技术是建立以信息技术为基础的数字化部队和数字化战场的关键环节。军事航天技术对于未来的军队建设、作战指挥、武器装备及战场的信息化、数字化、自动化都起着关键的作用。
（第二节）飞天使者——航天员
乘坐航天器进入太空飞行的人员为航天员。航天员有职业和非职业两类，一般分驾驶员、任务专家和载荷专家，或指令长、驾驶员、随船工程师、飞行工程师。近年来出现了以旅游为目的的游客航天员。航天员是开拓太空之路的先锋，作为一名航天员需要具有崇高的献身精神、高深的学识水平、非凡的工作能力、优秀的环境耐力、良好的心理素质和健康的身体条件。
一、解密航天员
既然人类一定要进入太空，那么，一个人具备什么条件才能成为航天员呢？要成为航天员，首先要有良好的身体素质，因为航天员在进入太空或返回地面的过程中，要克服航天器飞行时的力学环境、太空的物理环境和航天器的狭小空间环境等特殊环境下的重重困难，适应这种环境的考验，航天员的身体和综合素质十分重要。因此，有幸成为航天员的人可谓凤毛麟角。
为确保航天员具有优良的身体素质，生理机能选拔是极为关键的。生理机能选拔主要是挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者。生理机能选拔内容包括心血管和肺功能检查、中枢神经系统功能检查、听觉功能检查、视觉功能检查以及内分泌和免疫功能检查等。
航天员的心理和精神状态对于航天任务的完成有着极大的影响，特别是对于长期飞行以及多人的乘员组，其心理素质的选拔是非常重要的。航天员们身处的环境是恶劣、封闭和隔绝的，而且还要面对太空中那些难以预测的风险，没有超乎寻常的“坚强神经”是不可能在这种环境中完成规定任务的。
在航天过程中要遇到各种特殊环境因素，如超重、失重、低压、缺氧、高低温、振动、噪声、辐射、隔绝等。在航天员的选拔过程中，要淘汰那些对特殊环境因素敏感和耐受能力差的人，挑选耐力和适应性优良者。
随着载人航天的发展，航天员正在扩大到许多不同的行业，如科学家、工程师、医生、教师、记者、政治家、管理人员以及太空观光旅游者。
航天员是一种在空间从事航天活动的特殊职业的人，他们要在特殊的环境条件下，在航天器的舱内外完成飞行监视、操作、控制、通信、维修以及科学研究等特殊的工作任务，并能正常的生活。这就要求必需对他们进行严格的训练，使他们具备优良的生理和心理素质，对航天特殊环境因素有很强的适应能力，并熟练掌握航天器和完成飞行任务所应具备的各种知识和技能。
强化身体素质是航天员在训练过程中是必不可少的。苏联就曾为了准备阿波罗一联盟计划，要求其航天员在一年半的训练时间内，骑自行车1000千米，滑雪3000千米，越野跑步200多千米。美国休斯敦航天中心，为提高航天员耐力。曾让航天员穿上80千克重的航天服，在炎热的佛罗里达沙漠中，每天步行30千米。
除了体质的训练，航天员为了准备一次飞行还需要掌握大量的理论知识，这些理论知识包括基本的航天知识，飞行任务和航天器结构、航天医学工程知识以及空间知识和应用的有关知识等。
为了提高航天员对特殊环境因素的适应性和耐受力，需要对航天员进行航天特殊环境因素的暴露和刺激，如超重、失重、器官的刺激、噪声、高低温等。
二、万里挑一——宇航员的选拔
宇航员的选拔与训练是保证飞行安全和完成航天任务的一个重要环节，在载人航天计划中一直受到高度重视。美苏两国在20世纪50年代末都曾把首批宇航员的选拔训练当做一项大事，成立了专门的选拔训练工作组。载人航天实践的经验表明，人类航天的成功与宇航员的严格训练是分不开的。宇航员在太空飞行中，要经历种种恶劣环境的考验，这就要求宇航员必须具备强壮的身体。目前，国内外挑选宇航员的标准仍按照飞行员身体考核标准，需经过严格的医学选拔和体格检查。除了由专业医务人员对他们实施全面检查（包括外科、内科、神经精神科、眼科和耳鼻喉科），还要做航天医学特定的检查，如离心机试验、低压舱试验等。
除了有一个好的身体素质，宇航员还要有好的心理素质。宇航员的心理素质包括感觉判断能力，反应速度、动作协调性、控制能力等方面。感觉判断反映在宇航员对航天器飞行状态的判断上，如宇航员对航天器的空间对接和在其他星球上降落的判断力。
宇航员初入太空时都会感到头昏脑胀，动作不协调，这是人体受失重环境影响的反应。在上天之前，宇航员必须专门进行失重适应性训练。地球上寻找失重环境很不容易，一般用飞机改装成失重飞机。当失重飞机在作抛物线飞行时，有30秒的失重环境。宇航员在没真正进入太空之前，就在这种环境中反复训练。
目前，各国的宇航员都是从优秀的空军战斗机飞行员中初步选拔出来的，经过层层筛选之后，大概是在100名参选的飞行员中才能挑选出1名正式宇航员，是真正在百里挑一，宇航员的身高在1.6~1.7米之间，体重限制在50千克以下。体重超标者可使太空舱负载过重。
超重适应性训练根据运载火箭载人时的最大超重值以及载人航天程序来安排训练。训练主要是在大型离心机或在飞机的超重飞行中进行。这项训练的目的除了提高宇航员的抗超重能力外，还可以在超重环境中训练他们的航天技术操作。
以前对于宇航员的年龄是没有严格限制的，但最近美国宇航局修改了选拔宇航员的规则：在长期的太空任务中，理想的宇航员候选人应该是那些年龄更大的人，他们的年龄至少要在30岁以上，具有情绪稳定史，从未出现过任何沮丧或神经质倾向。此外，他们最好是擅长社交的内向者，因为这样他们既能和其他人友好相处，但又不至于过于讨好别人。
前庭功能训练指的是采用转椅、秋千等旋转和摆动设备产生线性加速度和旋转加速度；或在失重飞机上让宇航员头部运动，对宇航员的前庭器官进行刺激，以提高前庭器官的耐受能力。
三、魔鬼训练——航天员的日常训练
为了提高航天员对特殊环境的适应性和耐受力，需要对航天员进行在航天特殊环境下“魔鬼般”的训练。当时苏联就曾为了准备阿波罗一联盟计划，要求其航天员在一年半的训练时间内，骑自行车1000千米，滑雪3000千米，越野跑步200多千米。职业航天员训练一般需要三四年，载荷专家一般需要两年半时间。以提高其力量、耐力、速度、反应、柔韧性、灵活性、协调性、平衡能力。体能训练贯穿载人航天的全过程，航天员每天都要进行一两小时的体能锻炼。
火箭起飞及飞船返回时，航天员受到很强的重力加速影响。航天员必须通过在离心机上周期性的训练和适应而获得超重耐力。在微重力和失重太空中，航天员身轻如燕，如不被束缚就飘来飘去，这可不好玩，因为会感到有点头晕脑涨，甚至有时定向能力发生困难。而且在出现应急情况时，航天员也可能遇到比较严重的非正常环境。航天员需要进行这些环境训练，以提高对这些环境的耐受能力。
理论学习的时间约为6个月到1年。在这段时间里，航天员要学习很多基本航天知识。如中国航天员的基础理论训练就开设了载人航天工程基础，航天医学基础，医学生理性基础、地理气象、星空识别等13门课程。这个时期尽管体力付出少，危险性小，却是他们训练中最艰苦的时期。
航天员在太空飞行，尤其舱外活动时，别看就走几步，体能消耗特别大。体质训练是为了提高和巩固航天员身体素质，增强抗病能力，使航天员能够以健康的体魄和旺盛的精力完成训练任务和飞行任务。这方面主要训练方式是通过田径、游泳、体操、球类等活动。
航天任务是高风险的，也是远离家庭与社会的狭小孤独环境下单调、紧张的工作。心理训练是很必要的。心理训练有很多种，如能够消除航天员的紧张情绪的跳伞训练。航天员在太空处于狭小的空间内，与世隔绝有孤独感，容易导致心理失衡，这也需要进行隔离训练。航天乘员组的选配也是对抗孤独的重要措施，不仅要技术上互补，更要有出生入死的战友情。
遨游太空的航天员常发生航天运动病，出现头晕、恶心、出虚汗等症状，工作效率低下。这是因为身体维持平衡和确定身体方位的众多感觉器官，特别是眼睛、内耳前庭器官不适应失重环境造成的。主动训练和被动训练前庭有助于克服太空病。训练包括：产生视动刺激，旋转球屋滑冰、冲浪、旋梯、滚轮等运动项目。
在载人航天器飞行训练中，航天员要学习航天器的组成和性能，特别是要学习当某一系统发生故障时，如何发现、检查和排除。要学习各种操作技能包括起飞前进舱、上升段飞行、太空飞行、返回制动、再人大气层，着陆的全过程。更重要的是航天员要学会使用各种训练器、模拟器并进行必要的飞行训练。
航天员是在空间从事航天活动的人，他们要在超重、失重等不同于地面的特殊环境条件下，在航天器的舱内外完成飞行监视、操作、控制、通信、维修以及科学研究等特殊的工作任务，并能正常地生活。这就要求航天员对航天特殊环境有很强的耐受能力，因此必须对航天员进行严格地训练。
航天员在发射和返回的过程中要遇到超重，超重耐力低的人会因此而出现晕厥或呼吸困难。超重和体重可没关系，只是人的体重和体内的脏器的重量增加好几倍。超重训练主要是依靠离心机来完成的，在不断地调整离心机转速中.最大限度提升航天员耐受力。还可以结合今后的飞行任务，模拟飞船上升和返回时所遇到的超重曲线，进行周期性的训练，或加入其他因素进行综合性体验。
航天员在太空中处于失重状态。失重时，人的血液常往头部转移，对人体的健康有影响，也影响日常生活和工作效率。利用失重飞机所产生的短时间失重，是训练航天员在失重条件下生活和工作能力的最有效的方法。航天员可以利用这短暂的失重时间，体验失重感觉，进行设备、仪器和工具的简单操作训练以及饮水、进食训练，进行某些科学实验、准备出舱活动、穿脱航天服、出舱活动、组装和维修工作等训练。
航天活动是高风险的，有着无数变数和未知。例如在航天器座舱一旦出现泄漏或生命保障系统出现故障，座舱内的气压有可能下降，造成低压环境。为了使航天员对低压环境有所体验，并提高耐受能力，需要进行低压环境训练。该项训练在低压舱内进行，低压舱有一系列保障航天员安全的设备，实时对航天员的身体状况进行监测.并与航天员保持对话，一旦发现受训航天员有异常，立即复压。
航天员浸水训练，即人全身泡在水里，处于一种相对失重的状态下，人体重量减轻，以让航天员在相对接近太空状态下进行训练。人在水中时，由于流体静压和重力负荷作用减少，可产生类似失重时的一些变化和感觉。这种方法不是真正的失重，只是模拟失重产生的体液向头分布和漂浮感。浸水训练是在一个大水槽中进行的，可以训练航天员失重情况下的工作能力。
四、引人好奇的航天训练设备
航天事业是伟大的壮举，可是仅仅有一腔的热情，那也只会心有余而力不足的。航天员在翱翔苍穹之前，为适应太空的特殊环境，必须要进行艰苦的训练。他们的训练生活总是会和特殊的航天训练设备相伴。训练时，航天训练设备可是航天员最为亲密的伙伴。让我们来一睹这些设备的风采。
各国航天员培训中心都拥有大量训练设备，依据所执行的任务不同、训练方式方法的差异以及其他因素的影响，训练设备不尽相同，如单系统训练器、中性浮力实验室、飞行模拟器、太空行走训练真空舱、大型人体离心力和失重飞机等。但基本的训练设备类别大体上是一致的，这些“大哥级”训练设备有：航天器实体模拟训练器、航天器各系统训练器、飞行训练模拟器、计算机辅助训练器、人用离心机、中性浮力水池。
在大地母亲怀抱中对太空的别样体验，像飞行模拟器这样的设备是必不可少的。它能够逼真地模拟太空飞行的全部过程，还能模拟航天员在飞行过程中所有的操作，能够在一定程度上模拟飞行环境，也能够在视觉上提供全部逼真效果。很神奇吧！
失重飞机可不是出现事故，从高空中掉下来。在太空失重环境下失重不仅对航天员的身体有影响，影响航天员的工作效率，对飞船中的很多仪器和设备也有影响。失重飞机就有了光荣的任务——在地面上创造一种失重现象，对航天产品进行测试和考验，提升航天员抗失重能力，以适应这种特殊的工作环境。失重飞机飞行到一定高度和速度时，以一定的操纵程序进入特别设计的失重抛物线飞行，便产生了失重或微重力现象。
大型水池是用来给航天员训练游泳技术吗？当然不是，失重飞机一次飞行中创造出20~30秒钟的失重环境，是比较短暂的。为弥补这一缺陷，就有了大型水池的出现。水池中的水密度比一般水大，使得穿着舱外航天服的航天员入水后能够处于漂浮状态。他主要用于航天员太空行走和舱外操作、组装、维修等训练。中国的失重水池是亚洲最大、世界上第三大的模拟失重训练水池，整体设计寿命为30年。航天员下水后，通过增减配重使人体的重力和浮力相等，就会产生模拟失重的感觉。
人用离心机可是航天员最有价值的伙伴之一。离心机臂端的吊篮里有躺椅、仪表板、手控制器和联动装置及环境控制系统、加压服和生物医学仪器。离心机的安全设置系统是相当完善的，以防航天员出现不适情况，可以即行停机。离心机用于产生各种加速度环境，对航天员进行超重耐力训练，以提高航天员对超重的耐力及在超重条件下操纵飞船和通信的能力。
五、太空中的生活
由于人在太空中的生活环境与地球表面的生活环境迥然不同，宇航员要想顺利完成任务，面临的实际困难是多方面的。比如吃饭、睡觉、工作等等，这些在地面上是很普通的事，在太空中就变得奇妙和艰难起来。
宇航员的各种食物、餐具都是固定好了的。为了防止食品碎屑到处飘，影响宇航员或设备的正常工作，这种食品往往都用小包装制成与人嘴大小相近的方形、长方形或小球状的“一口吃”食品，吃时不必再切开。宇航员从食品柜里拿出食品后，要把装食品的复合塑料膜袋剪开一个小口，把叉子伸进口袋里叉着食物后再往嘴里送。如果宇航员要喝汤、羹、汁或吃果酱时，就直接从塑料口袋或牙膏状的软铝管里一点一点往嘴里挤就可以了。曾有一名宇航员睡觉时习惯将手臂放在睡袋外，一次在他朦胧中发现有两个怪物正迎面向他飘来，吓得他出了一身冷汗。定过神来后，才知道那两个“怪物”原来是自己的两条手臂。在那以后，就规定宇航员睡觉时应将手臂放在睡袋内，如果非要放在睡袋外，则应将双臂绑住。绑住手臂的另外一个作用是，不让手臂在睡梦中碰着仪器设备的开关。宇航员在太空一般都睡不好觉，原因有多种。首先是人体的生物钟被打乱了：在太空，约90分钟左右绕地球一圈，也就是一个昼夜只有90分钟。其次是仪器设备工作时产生的噪声和静电发出的响声也会影响到宇航员的睡眠。还有就是宇航员所处的环境是失重环境，睡觉时仿佛头和躯干分离着一样，身子底下空荡荡的.没有支撑，犹如掉人了万丈深渊。
现在，欧洲航天局设计了一种新式睡袋，睡袋的上下两层都可以充气。充气后，睡袋被拉紧，给宇航员施加一定的压力，这样，不仅能改善胸部的血液循环，还可以消除飘飘然的下坠感，使宇航员感到好像在地面上睡觉一样。
宇航员洗脸刷牙比较奇特，为了防止水到处乱飘，一般用湿毛巾擦一擦脸就算是洗脸了；刷牙时，用牙刷蘸上牙膏来回蹭几下，然后再用湿毛巾把牙齿擦干净，刷牙就算完成了。如果像在地面上那样刷牙，牙膏泡会飞得满座舱都是。
在太空淋浴时，宇航员先要跨进一个直径约1米的圆环中，然后拉起圆环，连着圆环的折叠布筒就会伸开挡住水，然后把圆环固定在天花板上，人就完全被罩在里面。在打开水龙头前，宇航员必须把双脚固定好，还要戴好呼吸罩和护目器，因为失重状态下，水会呛伤人，甚至把人溺死。由于水是定量供给的，宇航员在不需要淋浴时必须关上喷头，以后再用剩下的水冲洗。洗过澡的污水不会自动往下流，需要开动水泵把水连同空气一起抽走，附在布简上的水球要用吸尘器一点一点吸走。由于在太空中不可能有很多的水供给宇航员冲洗头发，所以宇航员使用的洗发液是免冲型的，在失重的状态下能变为十分细小的颗粒，而且很容易带走头上的污垢，洗完后只要用餐巾纸或毛巾一擦，洗发液就被清除得一干二净。宇航员的洗发液是特制的96%的成分是从植物中提取的。用这种太空洗发液洗过的头发，完全不用发胶、摩丝和吹风机，既能显示头发的自然美.又特别容易梳理。
载人航天初期，多为男航天员，可使用大小便收集袋，粪便经过干燥处理后带回地面。后来有了改进，如美国在“天空实验室”中装有小便漏斗，尿液经管道抽入一个容器中处理。在舱壁上设有侧孔式厕所，大便时将臀部塞人便座中，双手抓住两边的把手。以免身体飘飞。大便用气流抽入一个袋中，水份和气体经过滤网进入容器中处理，固体物质则由便袋收集，随后处理。在失重环境中剃须和理发更不能随意，必须使用能自动收集须渣和头发的刀具，否则，须渣和头发弥漫在空中，危害可比牙膏沫厉害得多，仅仅是它们粘在皮肤上，就奇痒难耐。
长期生活在太空中的宇航员，身体状况也会发生变化，因此也需要定期检查和监测。为此，科学家们在载人航天器上不仅安装了专门针对宇航员的医学检测和监视设备，还配备了专门的药箱和各种常用药品，以备急用。另外宇航员在出舱工作时，还随身携带着小型的遥测系统，可以将宇航员的生理信号传回地面进行实时检测，地面的专业医务人员可随时对宇航员的各项生理指标进行分析和处理。
不要以为居住在太空中就不用做清洁工作了。载人航天器也一样有灰尘和霉菌。它们的产生与舱内设备仪器工作和宇航员居留有关。在空间站上宇航员不可能在失重条件下使用含水的抹布或拖把，因此宇航员只能用浸渍过消毒物质的拭布来擦干净控制板和仪器，在必要时会接通专门的吸尘器。
长时间在失重的太空中生活，会对人体的骨骼发育和骨质密度产生影响。为了防止宇航员们的骨骼回到地球后因骨质疏松而骨折，他们每天再忙也要在吃饭前抽出一个小时做运动。不过，由于太空环境下做出一个再微小的动作也要花费很长的时间，因此最后锻炼的实际时间一般会是5个小时。
在太空中工作可不像在地面那样容易。宇航员所要面对的是一个失重的环境。在出舱时要穿着专门设计的宇航服，由于宇航服内是加压的，很难弯曲，因此宇航服上有特殊的关节设计，来防止影响宇航员的正常工作。就连平时使用的工具也有反作用力的设计，以防止这种反作用力对人体的伤害。而在舱内工作就不需要穿着特制的宇航服，穿着轻便的常服就可以了。
宇航员在太空中只工作一年左右就会回到地球。因为太空里非常寂寞，一个人长期孤独地待下去，而不与其他人交往.会产生焦虑，焦虑过度会导致精神失常。虽然空间站里装有双向电视系统，宇航员可以与家人通过电视电话交谈、见面甚至联欢，但它毕竟代替不了实际交往。因此，宇航员在太空不能呆太久。
六、天上神兵——未来的宇航员
武器装备系统的科技含量越高，对人才的素质要求就越高。军用航天器和太空武器的信息化、智能化程度极高，太空战较之其他作战更为快捷和残酷，因此，军事航天力量人员的战斗素质、科技素养、心理素质、体能素质及工作、生活、医疗保障要求等，比其他军兵种要高，可谓是真正的“天之骄子”。
迎接太空军事斗争挑战，最根本的是人才建设。国家太空战略的实施和太空军事斗争的开展，既是高新技术的竞争，又是太空军事人才之间的较量。不培养一大批高素质的太空军事人才，就不能研发和掌握太空武器装备，就难以创造和运用太空作战战法，更无法赢得未来太空军事斗争的胜利。
未来军事航天力量的人才队伍，主要由太空工程技术人才队伍、太空作战指挥人才队伍、太空战斗与飞行人才队伍和太空综合勤务保障人才队伍等组成，每一支队伍都有鲜明的高技术烙印，均要经过特殊的训练才能造就成才。
1、太空工程技术人才队伍
主要担负太空系统的研制开发、操作使用、技术保障和维护保养等任务，是构成军事航天力量的主体人才队伍。军用航天系统由运载工具、飞行器、航天器发射场、航天测控网和航天应用等分系统组成，前沿技术、尖端技术高度密集是它的基本特征，这就要求必须有一批精通、掌握军用航天技术的科学家与专业技术人员群体。也与其他军兵种传统的工程技术专家相比，这支队伍的数量将更为庞大，在力量建设与作战运用中他们将从“幕后”走向“前台”，不仅要发挥技术上的支撑作用，还要直接参与作战行动。
2、太空作战指挥人才队伍
主要担负太空作战指挥和领导组织军事航天力量建设的重要任务，是构成军事航天力量的核心力量。未来太空战场的极端广阔性、高新技术的极度密集性和指挥控制的极端复杂性，要求其指挥员群体不但要有比较宽广的航天专业技术知识，还要熟悉信息化战争的战略战役理论和太空作战的特点规律，精通太空作战指挥，同时还要善于组织管理太空作战力量，是一种最具复合型特质的高素质人才。
3、太空战斗与飞行人才队伍
主要担负太空武器装备的操作使用等任务，是构成军事航天力量的重要人才队伍。他们包括航天战斗员和航天飞行员，是具体实施对敌作战和驾驭航天飞行器的一线人员，具有良好的体能体魄、处变不惊的心理素质和扎实的航天专业技术知识，能够在复杂恶劣的条件下灵活处理各种情况和独立完成任务，必须经过严格的挑选和长期艰苦的专门训练才能浩就。
4、太空综合勤务保障人才队伍
主要担负太空作战的装备维修、物资器材增援、地面系统管理、生活医疗等方面保障任务，是军事航天力量的有机组成部分。这类人才应具有很强的实际动手操作能力，属于技能型人才队伍。
军事航天力量人才培养，应着眼军事航天力量建设时间跨度大、人才生长周期长的特点，实施人才精英战略，加强航天人才发展总体规划，建立人才滚动发展机制，利用当前太空形势相对缓和的有利时机，历练一代初创精英，孕育一代接续人才，储备一代后备力量。要发挥军队和地方院校、科研单位的骨干作用，吸收民用航天科技人才，走军地联合育人的道路。借鉴美俄等航天强国的成功做法，适时加快发展太空作战的专业技术与指挥院校，形成上下衔接、横向配套的高、中、初三级太空作战技术与指挥人才培训体系，确保源源不断地向军事航天力量输送人才。
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