任何一個概念都會隨著客觀世界的發(fā)展而演化，航天員也不例外。

　　自1961年尤里?加加林進入太空以來，美蘇早期航天員主要職責都是操作載人航天器。隨著登月計劃、航天飛機、空間站的陸續(xù)發(fā)展和空間科學研究活動的日益深入與飛行條件的逐步改善，航天員的職能更加多樣化。1964年蘇聯(lián)的上升一號搭乘了飛行器設(shè)計師康斯坦丁?費奧柯蒂斯托夫，1972年美國的阿波羅十一號則搭乘了地質(zhì)學家哈里森?施密特。

　　隨著載人航天工程全面進入空間站建設(shè)階段，我國的航天員選拔也有所變化。2018年開始進行的第三批航天員選拔，范圍從過去的軍隊飛行員拓展到了工業(yè)部門、科研院所和高校，體現(xiàn)了新一代航天員從航天器駕駛員到航天工程師、載荷專家的身份轉(zhuǎn)變。

　　1.“早產(chǎn)”的老一代航天員

　　人類發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星后不到5年，蘇聯(lián)航天員加加林就飛出了大氣層。

尤里?加加林|來源@科學大院

　　全球早期航天員以空軍試飛員為主，某種意義上折射了美蘇太空競賽背景下“早產(chǎn)”的無奈。當時匆匆上馬的載人航天器難以達到足夠高的可靠性，載人飛行相關(guān)數(shù)據(jù)也尚無積累，任務(wù)只能通過殘酷的生理和臨床選拔標準選出身體素質(zhì)極高、飛行器操作易上手、應(yīng)急處理有經(jīng)驗的人員，用人的素質(zhì)彌補航天工業(yè)發(fā)展的不足。

　　因此，盡管從科幻作品到1958年美國空間技術(shù)委員會寫給NASA的報告都沒有刻意強調(diào)進入太空的身體素質(zhì)，世界各國最早一批航天員的選拔中，面對極端條件下的身心素質(zhì)才是考核的重中之重。

　　按照中國航天員科研訓練中心的定義，航天員是一項高風險和極具挑戰(zhàn)性的職業(yè)活動，具有工作環(huán)境特殊、職業(yè)技能復雜、飛行任務(wù)艱巨和危險性大等特點，航天員的表現(xiàn)會直接影響載人航天任務(wù)的完成，因而任務(wù)對航天員的身心素質(zhì)、知識儲備、技能、能力和綜合素養(yǎng)都有很高的要求。

中國第一批航天員|來源@中國載人航天官網(wǎng)

　　在20世紀70年代，我國的曙光號飛船任務(wù)參照蘇聯(lián)和美國載人任務(wù)，確定了超重耐力、耳氣壓功能、前庭功能和心血管功能等選拔指標。載人航天工程啟動后，我國第一批14名航天員（楊利偉、費俊龍、聶海勝、翟志剛、劉伯明、景海鵬、劉旺、張曉光、陳全、潘占春、鄧清明、趙傳東、吳杰和李慶龍）全部選自部隊的一級飛行員或試飛員。

　　2.航天員角色的演變

　　載人航天，是有人參與的、以探索開發(fā)和利用太空資源為目的的活動。瞄準這一目的，航天員必然細分出與探索、開發(fā)、利用工作相適應(yīng)的工種。

　　在美國，類似于航天工程師和載荷專家的崗位最早出現(xiàn)在1964年。當時，NASA為了更好地完成阿波羅登月計劃，開始從科學家中選拔航天員，要求應(yīng)聘者擁有醫(yī)學、工學或一門自然科學的博士學位，不需要當過飛行員。由于缺少飛行經(jīng)驗，NASA 將他們送入空軍飛行學校學習一年，最終根據(jù)學習情況決定是否能夠執(zhí)行飛行任務(wù)。1972年參加阿波羅17號登月飛行的哈里森?施密特就屬于“科學家航天員”。

哈里森?施密特在月球工作|來源@NASA官網(wǎng)

　　到了1972 年，隨著航天飛機任務(wù)獲得批準，NASA 開始選拔駕駛員和載荷專家。今天的航天工程師和載荷專家都是職業(yè)航天員，而在美國的航天飛機時代，NASA定義的載荷專家屬于非職業(yè)航天員，可以由對應(yīng)項目的首席科學家提名，也可以由資助方、甚至國際合作伙伴指定，某種意義上更接近于俄羅斯聯(lián)盟號乘組中指令長和飛行工程師之外的飛行參與者。

國際空間站結(jié)構(gòu)圖|來源@MAGIK

　　到了國際空間站時代，空間站以6個月作為一次任務(wù)的周期，航天員乘組也按這一周期進行輪換。由于空間站上存在大量長期和復雜的科學實驗，2002年，NASA首次在國際空間站乘組中設(shè)立科學官員作為一類新的航天員，并逐步取代了航天飛機任務(wù)中的載荷專家。這可能最接近我國新一代航天員中載荷專家的定位。

科學官員魯賓斯在國際空間站測序|來源@NASA官網(wǎng)

　　與載荷專家身份的演變相比，執(zhí)行空間站建造、維護維修等任務(wù)的航天工程師角色簡單得多。他們在美國被歸入任務(wù)專家，在俄羅斯（蘇聯(lián)）被歸入飛行工程師。

　　我國在2012年便未雨綢繆地建立起了航天工程師的選拔標準，2017年在航天工程師的基礎(chǔ)上完成了載荷專家選拔標準的建立。

　　3. 我國為什么需要航天工程師與載荷專家？

　　中國空間站時代已經(jīng)來臨。

　　隨著空間站在軌建設(shè)和運營的穩(wěn)步推進，工程任務(wù)重點也將逐步轉(zhuǎn)移到空間科學與應(yīng)用任務(wù)上。屆時空間站上將開展大量的空間科學與應(yīng)用研究，涉及空間生命科學與生物技術(shù)、微重力流體物理與燃燒科學、空間材料科學、微重力基礎(chǔ)物理、空間天文、空間物理與空間環(huán)境、空間地球科學與應(yīng)用、空間應(yīng)用新技術(shù)驗證等多個學科領(lǐng)域。

　　這些工作需要具有相關(guān)科學和工程研究背景的載荷專家的參與，以滿足空間復雜實驗操作、在軌實驗設(shè)計、在軌樣品處理與分析、實驗?zāi)K更換、實驗設(shè)備簡單維修等空間任務(wù)要求。

　　另一方面，天宮空間站作為我國國家級太空實驗室將在軌運行10年以上，航天器的維護維修工作就很重要了。上個世紀九十年代，俄羅斯和平號空間站航天員80%的時間都花在了在軌維修作業(yè)上。

　　微隕石轟擊（尤其是累積損傷）造成的表面/涂層損傷、空間游離氧原子造成的表面氧化、高強度紫外線造成的脫色/光致化學反應(yīng)、表面材料升華后再在其他部位凝華引發(fā)的材料遷移問題（損傷敏感表面如光學組件、散熱器表面）、輻射造成的材料性能下降……這些問題都會消耗空間站的壽命。因此，空間站需要具有相關(guān)工程背景的航天工程師參與，才能滿足復雜環(huán)境下維護空間站正常運行與效能發(fā)揮的要求。

　　我國選拔第二批航天員時，范圍已經(jīng)從第一批的一級飛行員、試飛員擴大到了全體飛行員，并首次在選拔與訓練中提出了乘組協(xié)配訓練技術(shù)，建立了適合不同批次、性別、類別、崗位的航天員訓練實施模式，為我國首次載人交會對接任務(wù)培訓出了優(yōu)秀的、配合默契的飛行乘組。第三批航天員選拔，更是直接增加了航天工程師、載荷專家的新成員。

　　航天員從一個人變?yōu)橐粋€乘組，職責的區(qū)別和配合更加明顯。我們假如帶著科研設(shè)備開車去野外做實驗，有人負責開車，有人負責搭建裝置，有人負責做實驗。載人航天飛行乘組同樣如此。

　　隨著我國第三批7名航天駕駛員、7名航天飛行工程師和4名載荷專家投入空間站運營階段各次飛行任務(wù)，我國必將開啟探索、開發(fā)和利用太空的新征程。

中國第二批航天員王亞平太空授課|來源@中國載人航天官網(wǎng)

參考文獻：

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[6]語宙. 坑多蘿卜少，NASA宇航員不夠用了.

科學審核：

楊宇光 中國航天科普大使，國際宇航聯(lián)空間運輸委員會副主席