载人登月任务航天员地质学训练综述

针对中国载人登月任务航天员训练任务分析的需要,综述了NASA在阿波罗号登月任务时期及近期航天员的地质训练情况,以及ESA行星模拟地质学和天体生物学训练进展;另外,还介绍了中国航天员地质学训练情况,以及国内地质学教育主要课程和方法。在此基础上,进一步探讨了中国载人登月任务航天员地质学训练的必要性、训练设计要求和训练实施要求,并对中国载人登月任务航天员地质学训练进行了展望。

俄罗斯航天员选拔训练60年之变化

2024年4月12日是第13个世界航天日,也是苏联航天员尤里·加加林完成人类首次太空飞行63周年。60多年过去了,经过几代人的传承,载人航天事业仍方兴未艾。在太空探索的道路上,航天员们的脚步正在向更远更深的目标迈进。与60多年前相比,现如今俄罗斯航天员的选拔和训练发生了很多的变化,总体来说选拔标准更加宽松,训练方法和手段更加科学和多样,更加注重航天员的专业技能和研究能力的提高。

载人飞行航天员处置突发故障的能力训练需求分析与方法探索

载人飞行中处置突发故障的能力是航天员应具备的重要能力之一。介绍了中国载人飞行空间站任务组合体应急与故障的分类,利用胜任力洋葱模型从组合体应急与故障处理的内容、任务要求等方面对航天员具备的胜任能力由内到外分层剖析,得出组合体应急与故障处理胜任能力各元素,根据组合体应急与故障处理航天员应具备的能力特点构建了组合体应急与故障处理能力的结构模型;对训练的方法进行研究,并从训练的途径和举措方面出发对需要关注的问题开展了研究。通过多次在轨飞行任务航天员应对各类故障的处置情况及失压失火在轨演练中航天员的表现,验证了训练方法的科学合理性。

航天员舱外操作载荷分析的逆运动学建模方法

针对航天员舱外活动中操作动作对扶手和脚限制器约束点造成的载荷进行精细化分析。对失重环境下航天员的运动特点进行了总结,采用逆运动学算法对航天员上肢操作动作进行建模;引入运动耗能、关节角与施力能力的关系、航天服活动反力矩等条件作为冗余系统约束;并考虑身高、体重、工作位点距离等精细化因素对操作载荷的影响。对沿扶手行走和搬运大质量物体典型算例的分析表明,此方法利用最小耗能准则进行出舱活动复杂运动的逆运动学求解具有可行性,基于本方法分析模型精细化参数影响,分析了操作力和力矩载荷与航天员体重、身高和工作位点距离的关系,并可据此开展更加精确的出舱活动操作载荷预测,为有关结构设计提供参考。

讲好开封籍航天员的家国情怀故事——记开封日报报业集团对“神十七”飞天报道

神舟十七号飞天航天员简历于2023年10月25日11时14分公布,河南开封日报报业集团新媒体编辑发现其中一位航天员江新林籍贯为河南省开封市杞县。得知这一消息后,大家非常激动。11月26日11时14分就是神舟十七号发射的时间,时间紧,任务重,作为江新林老家的官媒,怎样做好报道,采集第一手素材,是我们面临的挑战。

航天员是飘着睡觉吗

最近,多多对航天员的生活特别感兴趣,他好奇地问爸爸:“在失重的太空中,航天员是飘着睡觉吗?”爸爸笑着说:“当然不是,飘着睡觉很危险。”那么,空间站里的航天员到底怎么睡觉呢?

萨莉·赖德:美国第一位女性航天员

1983年6月,萨莉·赖德乘坐挑战者号航天飞机飞向太空,成为美国首位进入太空的女性航天员,打破了之前美国男性航天员在载人航天领域的垄断。进入太空时,萨莉已32岁。为了那一刻,她的人生经历了几次转折,而且付出了巨大的努力。萨莉·赖德出生于1951年。她的父亲戴尔·赖德为人和善,喜欢体育运动,特别是壁球、网球。

航天员太空漫步有“神器”

2024年4月30日,神舟十七号载人飞船飞行任务取得圆满成功,返回舱在东风着陆场成功着陆。在此次飞行任务中,航天员汤洪波、唐胜杰、江新林圆满完成两次出舱活动。

九霄逐梦再问天——记神舟十八号航天员

2024年4月24日是第九个中国航天日,这一天,神舟十八号载人飞行任务乘组在酒泉卫星发射中心首次公开亮相,二度飞天的指令长叶光富和首次圆梦太空的航天员李聪、李广苏与记者见面。九霄逐梦,英雄问天。4月25日,三名航天员乘神舟十八号载人飞船奔赴中国空间站,一起书写中国航天新篇章。

神舟十七号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动

2024年3月2日13时32分,经过约8小时的出舱活动,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成全部既定任务。航天员汤洪波、江新林已安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。

兼顾空间站与登月任务,我国新一批航天员更全能

今年6月,我国第四批10名预备航天员选拔结束,包括8名航天驾驶员和2名载荷专家(香港地区、澳门地区各有1名载荷专家)。载人航天领域专家表示,目前我国航天员队伍的建设,无论是选拔还是训练,都统筹考虑了空间站和载人登月两大任务。

想成为航天员总共分几步?

发布渠道:人民日报微博6月7日的《人民日报》上,中国载人航天工程航天员系统总设计师黄伟芬撰文,解读航天员的“超能力”:八大类百余项训练、390万字飞行手册、72小时睡眠剥夺……人民日报微博发布组图,展示成为航天员需要经过的千锤百炼。

火海中,逃逸塔拯救航天员生命

上世纪80年代初,随着美国的“哥伦比亚号”航天飞机成功完成首飞,空间载人运输形成了苏联的宇宙飞船和美国的航天飞机两种截然不同的技术路径,前者主打简单实用、高可靠性,后者强调适应性强、可重复使用。虽然航天飞机靠优美的外形、壮观的发射场面成功吸引了众多粉丝,但在紧急情况下保护航天员生命安全这方面,却无法与苏联的宇宙飞船相比,因为航天飞机上缺少逃逸塔这类在紧急情况下可以带领航天员逃离险境的额外逃生措施。这种安全性上的差异在上世纪80年代的两次重大航天事故中,得到了淋漓尽致的展现。

微重力环境下航天员体能训练防护体系的研究进展

当前,构建并完善微重力环境下航天员体能训练防护体系是我国载人航天事业中亟待解决的课题。运用文献资料调研、逻辑分析等研究方法,从功能性角度梳理与分析微重力环境下对抗肌肉萎缩类与改善心血管功能类的体能训练防护设备相关研究进展,并对航天员适应微重力环境时期和空间站时期体能训练防护方案展开探讨。研究认为:1)体能训练防护设备在防护效果的全面性与针对性方面需进行更新研发。2)体能训练防护方案应结合中国医学防护措施以突出特色。3)制定适用于不同性别及高年龄段航天员的分级阶梯式方案。4)持续探索体能训练组合效果,构建体能训练防护方案库。未来,健全微重力环境下航天员体能训练防护体系是助力载人航天事业的应有之义与发展应然,同时体能训练与航天医学的交叉融合将助力建设体育强国、航天强国。

航天员混合现实训练与支持技术研究

基于航天员地面单人便携训练、多人协同操作训练、空间在轨操作辅助支持以及远程协同支持等工程任务需要,开展混合现实训练与支持技术研究。设计了航天员混合现实训练与支持的工程实现总体技术框架,针对航天员地面训练环境、在轨任务环境以及远程支持环境等特殊因素,对混合现实头盔头部位姿实时估计技术、多人协同操作技术以及远程支持场景匹配等关键技术进行研究。试验验证和航天员体验表明,技术方法有效、用户体验良好,满足空间站航天员地面与长期在轨典型性训练和支持任务需求,提高了训练支持质量和效率。

基于深度学习目标识别的航天员训练场景理解技术

增强现实(AR)是航天员训练的有效途径,其关键技术是场景重建与空间定位。针对当前AR设备只能进行场景空间静态识别,无法感知目标动态变化的问题,提出了深度学习与AR技术相结合的目标识别与位姿估计方法。采用YOLO v5神经网络实现了小训练样本量的操作目标识别,结合深度信息实现了目标点云分割,与目标CAD模型点云进行ICP匹配后估计出目标的三维空间位姿,从而在AR显示空间中实现目标的动态定位与虚实融合。结果表明:YOLO v5的识别平均精度可以达到0.995,虚实结构可以准确叠加。该方法可有效提高AR设备的场景理解能力,扩展航天员AR训练手段。

航天员上肢典型动作的动力学仿真与分析

针对航天员人机交互过程中的操作工效学问题,基于航天员上肢典型动作的力学问题进行仿真分析。考虑上肢的运动特点,利用反向运动学和动力学Kane法进行关节力矩模型和简化肌肉力模型的求算,并针对上肢7自由度冗余问题采用梯度投影算法进行处理。结果表明:搭建的7自由度冗余模型计算结果接近人体真实情况,为了实现开舱门动作的方便性以及考虑设计的冗余量,舱门宽度应尽量避免超过0.6 m;通过分析点按动作在不同的按钮高度条件下的仿真结果,得出按钮高度为0(按钮与肩同高)时,上肢各关节综合负担相对最优。

支持航天员操作的电连接器设计与验证

针对空间站建造期间在轨维修、航天员出舱等关键功能和任务技术难度大、空间环境复杂,常规电连接器在轨操作性、安全性及环境适应性不能满足系统功能需求的问题,文章提出了一种覆盖全系统研制阶段的航天员操作的电连接器设计与验证方法,以为复杂航天器关键功能器件的系统设计与应用提供参考。经空间站在轨验证,结果表明:运用该设计技术及验证方法的电连接器能够高效、可靠、安全地支持航天员开展在轨维修活动,可为载人航天器系统维修性设计提供技术支撑。

探索群脑协同调控:以航天员群组的空间站场景为例

“人”是ICE(隔绝、封闭、极端)环境下团队生存与任务执行的主体和影响因素。个人特征、团体动态与天地人员关系三者的相互作用以及最终合力将对任务绩效产生决定性影响。本文提出探索航天员群组空间站环境的群脑协同的研究框架,包括建立模拟太空环境下典型航天任务中成员组合结构的评估模型、建立非常态情境下危机决策的协同机制和分工排险的预警机制、构建面向在轨应用的多人协同行为决策监测与评估指标体系,探讨模拟太空环境中群脑协同关键认知神经机制技术以及有效调控手法等,以期为群脑协同调控措施的制定提供科学依据。

多组学时代下的航天员健康风险研究

近年来,我国载人航天事业取得了突飞猛进的发展。然而,随着航天员在太空驻留时间的延长,迫切需要深入研究空间环境,如辐射、失重等对人体健康的影响。近20年来,随着高通量测序技术的发展和普及,以多组学数据为代表的生物医学大数据极大地推动了生命科学的研究。与空间环境相关的分子组学数据的出现,使得航天医学研究进入了多组学时代,为系统解析空间环境影响人体健康的分子机制、风险评估及药物研发提供了重要的机遇和挑战。