航天员工作

实践证明，人能在空间进行各种类型的、尤其是关键性的工作，因而大大提高航天系统的效率，成为空间开发中起决定作用的因素。为了最大限度地提高“人-飞船”系统的效率，应把飞船上各种类型的工作，按人机功能分配的原则进行合理的组织：有的工作由人来进行效率最佳；有的由机器执行就可以；有的则需要人与机器最佳组合。表1是飞船上人和机器（自动化系统）功能分配的例子。人在航天中的工作，可大体分飞行活动、科学试验，以及未来的大型空间站活动等。
飞行活动 人在飞船上被组合在复杂的人-机系统之中。航天员有时作为直接控制者，有时作为监视者，有时作为维修者，完成各种不同类型的工作。
姿态控制 人必须参加必要的姿态控制操作，尤其在自控失灵和一些关键性飞行阶段(如返回点火、手控返回等)。人的参与控制能有效地提高飞行成功率 (见“飞船手动控制”)。
交会对接 交会对接是飞船与飞船间接近、连接和停靠的关键手段，航天员作为监视者或操作者参与这一过程。飞船经变轨引入目标区后，人必须不断地控制飞船姿态，使视线转动速度接近于零，不断测定和修改与目标船的距离和接近速度，当达到与目标距离几百米、接近速度不大于1.5～2m/s 时，开始对接，用光学和电子等设备，控制飞船与目标船接上。
舱外活动 航天员有时需要在舱外进行空间维修、装配、转移和营救等工作，所以，航天员必须掌握出舱活动的技能。出舱活动中人遇到很大的情绪负荷和能量消耗，需要在无支持状态下进行空间定向，借助操纵装置维持姿态。所需完成的工作还要求有一定的技巧，例如材料焊接、仪器安装、组件装配等。失重和无支持状态对人的影响，在舱外环境中特别明显。穿着航天服进行工作，会使活动和操作受到一定程度的限制。宇宙间强烈的光对比和视觉参考物的减少，也造成一定的视觉活动困难。因此，出舱活动中应有良好的医学工程和功效学保证。

表1 飞船上人和自动系统功能分析

控制和服务项目	分配的适宜性(+适宜) (-不适宜)
	人	自动 系统	人和自 动系统
根据飞行计划打开或关闭船上各系统	-	+	-
监视自动控制巡回程序	-	+	+
监视船上各系统工作	+	-	+
排除船上各系统故障	+	-	+
确定飞船位置和导航	+	-	-
飞船姿态控制	+	-	+
修正轨道	-	+	+
交会对接	+	-	-
与地面或其它飞船通讯	+	-	-
修改飞行程序	+	-	-
完成各项飞行任务和科学试验	+	-	+

机械手操作 航天飞机上已设置舱外机械手，航天员可以在舱内操纵机械手进行一系列舱外工作，减少了对出舱活动的要求。人和机械手之间的关系，是一个典型的人机问题，需要有合理的功效学设计，并需对航天员进行训练。
维护修理 维护修理能力是人所独有的。进行维护修理，提高航天系统的寿命和效率，是在航天中发挥人的作用的一个重要方面。航天实践证明，人参与维护修理，可显著提高系统的可靠性。长期航天和巨型航天站上，人的维修能力更具有关键的意义。
系统监视 飞船内有大量的显示和控制设备，人除直接参加部分操纵控制外，必须对系统进行监视，必要时，须对系统进行干预，作出新的决策，改变程序。人-飞船系统是一个典型的人作为监视者的高级形式的人机系统，需要积极发展人机对话、人机通讯、智能辅助装置等现代技术，发挥人-飞船系统的潜力，更有效地提高人在飞船系统中的效率。
科学试验活动 经过初期载人航天的反复试验，证明人能在空间条件下进行各种富有特色的科学试验。
地球观察 从地球轨道上，可以对地球表面进行大范围的、全球性的观察。这种观察对地球资源勘察、气象分析、地质地理研究、乃至工、农、林、牧、渔业等发展，都有重要意义。与卫星比较，人能灵活选择观察目标、操纵观察仪器、进行高质量的跟踪、分析和记录； 并能试验各种观察设备和方案，提供卫星使用。
天文研究 在地球轨道上进行天文观察，可以避免大气层的影响，获得地球表面上得不到的观察结果。大型天文望远镜在轨道上获得良好观测结果。航天员能操纵望远装置，可以更好地跟踪天体目标，进行观察和记录，并能捕捉稀有的天文现象。
材料试验 在飞船上，可以利用失重和高真空等条件，进行特殊材料加工等工程技术试验。在失重环境中加工某些合金、晶体和生物材料，有明显的优点。普遍认为在空间条件下可以生产出一些地面上得不到的产品，它的科学和经济意义越来越明显，并将成为推动未来载人航天发展的重要因素。

表2 人在航天站上的功能

飞行任务	轨 道		活 动	人数	航天员职能	飞行时间
	近地	同步
卫星服务	√	√	维 修 更 新	3/4	飞行员/技师	短 时
观察平台	√	√	维 修 更 新 定 标 操 作	3/4	飞行员/科学家/技师	短时/不定时/长时
空间加工	√		发展研究 试验车间 生 产	2/3 4/5 4/5	飞行员/科学家/技师 科学家/技师 飞行员/技师	短时/不定时/长时
补给运输 空间建筑	√		轨道运货	6/12	技师	长 时
—早期、中期 —太阳能卫星	√ √	√	装配、组合、检测 装配、组合、检测	5/10	飞行员/建筑师/技师 建筑师/技师/科学家/管 理者	不定时/长时 长 时

生命科学试验 人在飞船上可以进行生命科学试验，包括对人自身的研究。已经积累了大量关于航天条件下人体机能变化的资料，也开展了很多动物、植物、微生物等生命现象的观察。利用空间失重条件，能提取高纯度的生物材料，如：激素、酶、抗体等； 并有可能在空间合成地面得不到的新药。很多生命科学试验需要航天员参与进行。
空间站活动 空间站是空间飞行和科学试验的中心。未来的初期的巨型空间站可能建立在地球与月球之间的轨道上。已经提出了空间移民站、空间工厂、空间医院和将大批人送上轨道站等设想。航天员在空间站上将要执行一系列复杂的功能(见附表2)，需要有飞行员、科学家、技师、建筑师和管理人员等各方面专家参加。巨型空间站和空间工业的实现，将使载人航天技术的发展进入新的阶段。
根据不同的飞行任务，航天员还可以有很多其他工作，未来的长期航天，在其他天体着陆等条件下，人的工作将具有新的性质。