2021年6月17日，神舟十二号发射取得圆满成功！发射过程中，航天员们状态良好，神情自若，但这种看似“云淡风轻”的背后，却是航天员们从体质到心理无数次的千锤百炼换来的！今天，就让我们一起来听听国家载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬讲述这背后的故事吧。
以下为黄伟芬演讲实录：
我是中国航天员科研训练中心的研究员黄伟芬，也是国家载人航天工程航天员系统的副总设计师，负责航天员的选拔训练工作。“筑飞天摇篮，育民族英雄”是我的使命。
演讲嘉宾黄伟芬：《一个人要经历多少考验，才能成为航天员？》
三十年前，我研究生毕业，留在了当时的国防科工委航天医学工程研究所工作，研究所后来改名为航天员科研训练中心。
那一年，国防科工委组织文艺汇演，我们研究所也必须参加，于是，我们一群风华正茂的年轻人一起构思排练了一组歌舞：以“飞天舞”开篇，以“欢庆飞天成功”收尾，中间有小伙子们表演的太空漫步的霹雳舞，还有独唱、歌伴舞、诗朗诵，形式多种多样——但是我们表达的主题只有一个：实现中华民族千年的飞天梦想。但当时，只是心里的一个梦，我们谁也不知道，什么时候能实现这个梦想。
谁也没有想到，四年以后，也就是1992年的9月21日，中央批准立项实施“国家载人航天工程”，所以这个工程也叫“921工程”。又过了11年，2003年，我们经过努力终于实现了中华民族的飞天梦想，杨利伟成为第一个进入太空的中国人，我也由当时编排开场飞天舞和收尾“欢庆飞天成功”的黄导，变成了航天员女教头，而当时负责给我们做舞衣的一个年轻小伙子，后来成了制作航天服的技术人员——这些称谓的变化，不仅是我们个人人生轨迹的反映，也是国家科技进步发展的一个反映，因为载人航天工程是国家综合国力的象征，正因为有了载人航天工程，我们很多人的命运发生了改变。
“神五”的成功让世界了解了中国的航天员。经常有人问我：航天员是个什么样的职业？什么样的人能当航天员？航天员是如何选拔出来的？航天员要接受哪些训练？航天员在飞行中做什么工作呢？航天飞行危险吗？……总之，有很多很多的问题。
航天员是一个什么样的职业？航天员是人类开拓太空之路的先锋，是世人景仰的英雄，也是一个极具挑战和风险的职业。因为他具有工作环境特殊，职业技能复杂，飞行任务艰巨，危险性大的特点。不是每一个人都能够胜任的。所以，航天员必须经过科学严格的选拔，再进行科学全面的系统训练培养出来。
航天员选拔训练是载人航天不可或缺的重要的组成部分，是确保飞行任务圆满完成，和飞行安全的一个至关重要的环节，在各国都受到高度的重视。能否选拔训练出合格的航天员？直接影响载人航天计划的实施，和飞行任务的成败。
航天员选拔就像是沙里淘金，千挑万选；而航天员训练则是千锤百炼，百炼成钢。
到目前为止，世界上已经有37个国家和地区、556名的航天员，完成了一千余人次的航天飞行的任务，其中包括我国培养的11位航天员。虽然有这么多国家的航天员参加并完成了太空飞行，但在世界上，只有俄罗斯、美国和中国具有完整独立的航天员选拔技术体系。
什么样的人能当航天员？
简单地说，候选人必须身心健康——身体素质要好，对航天环境要有很好的耐力和适应性，而且心理素质要好，年龄、身高、体重、教育背景和职业背景都必须满足我们的要求。
航天员选拔包括预备航天员选拔和飞行乘组选拔两大类。
预备航天员选拔，就是从其他的职业人员中，挑选出能达到我们的标准、基础好、能够取得参加训练资格的预备航天员，比如，我们会从飞行员中去选航天驾驶员，从工程技术人员中去选航天飞行工程师，从科学家中去选载荷专家，在飞行中进行有效载荷的操作，完成各种科学实验。
预备航天员的选拔涉及基本条件、医学、心理选拔以及综合评价等四个方面。基本条件，包括年龄、身高、教育背景、职业背景等43个方面的要求。医学的选拔包括临床各科检查，以及生理功能的检查，比如用跑台做运动心肺功能检查以及航天环境耐力和适应性的检查。
飞行乘组的选拔，就是从合格的航天员中，为某次任务来选出最佳飞行乘组。比如，“神五”我们选了杨利伟，“神六”选了费俊龙和聂海胜，“神七”选了翟志刚、刘伯明和景海鹏。我们主要从思想政治素质、身体、心理、知识技能这几个方面，来进行相应的全面考核和评定。
“航天环境耐力和适应性”是航天员选拔中最具特色的一个项目，它包括超重耐力、前庭功能、噪声敏感性等等，一共有17项生理功能的检查，极具挑战性，所以，要当一名航天员是非常不容易的。
举个例子，比如“前庭功能”的选拔。航天员入轨之后，进入太空之后的头三天，是空间运动病高发的时候。“空间运动病”其实不是病，它是人在失重环境下的一种特殊的生理反应，和我们在地面上的“晕车”或“晕船”的反应类似。人进入太空之后，因为这种反应，可能会觉得会头晕目眩，严重时会呕吐。
在921工程启动之前，我们的前辈用转椅做前庭功能方面的研究。有一个受试者的前庭功能比较差，有一次，做试验的时候就吐了。刚开始，他是坐转椅的时候吐，到后来发展到只要听说今天要做转椅的试验，他就会想吐。人的个体差异是非常大的，这也是我们要在地面进行选拔的一个重要原因。
心理选拔也很重要，因为航天员在航程中要承受巨大的心理负荷，所以，我们必须淘汰掉一些有潜在的心理病理异常、个性偏离以及有障碍的候选人，选出心理素质优秀的人进入航天队伍。
一般的测试选拔方法包括调查、会谈、观察、模拟、测验等等，目前国际上通用的一些心理的测验的方法和评价标准，都会应用在航天员选拔中。
通过20多年的研究和实践，我们已经建立了一套完整的航天员选拔方法和标准，这个标准涵盖了航天驾驶员、航天飞行工程师和载荷专家三种类型。对不同类型的航天员，我们会有不同的选拔标准。比如说医学的选拔标准，对驾驶员的要求最高，都是从飞行员中选的，对航天飞行工程师的要求次之，对载荷专家的要求最低。
这些标准有多严格呢？我举个例子，比如“临床医学选拔标准”，这算是一份标准，而这一份标准里有120多个条款，每个条款又对应很多个医学问题的要求。所以，从本质上来说，航天员选拔就是一个“优中选优”的过程。
通过选拔，我们选出了在身心素质等各方面基础都很好的航天员候选者。但是，光选拔是远远不够的。因为航天员在飞行过程中要完成大量的飞行任务，所以，我们要对航天员进行全面系统的训练。训练的目标，就是使他在思想、身体、心理和知识技能等各个方面，都具备执行任务的能力。
航天员训练是一个漫长的征程。因为这个过程中，要经历持续不断的各种挑战、考验、检查和评定，而且，只要他不退役，训练就不能终止。
从预备航天员开始训练，到他能具备执行任务的能力，大概需要四年左右的时间——相当于上了一个大学，但比大学的本科教育难得多。
航天员的训练有八大类，百余个科目，每个科目又有很多训练单元，所以，我们共有数千个训练单元，涉及到医学、生理、心理，还有科学理论和工程技术，非常多。而且，有的项目是很危险的，比如航空飞行、跳伞，低压环境下做的出舱活动的训练。
我重点介绍一下“超重耐力”训练。
“超重”是飞船在上升和返回过程中都会遇到的问题。超重有两个方向，一个是胸背向的作用，叫+Gx，主要会影响人的呼吸功能；另一个是头盆向的作用，叫+Gz，在超重情况下，血液会往腿部转移，头部就会缺血，首先会逐渐让你感觉到视力模糊，然后看不见，我们叫“黑视”，然后可能意识丧失，非常严重。人对这两个方向的超重耐力不同，对胸背向上的超重耐力更强，头盆向耐力更弱，所以，发射的时候，航天员一般是仰卧位的姿态。
正常的情况下，上升的时候超重4个G，不会超过5个G，返回的时候低一点，3个多G，不会超过4个G，但是，应急逃逸救生的时候，过载就会比较大。比如，2018年10月11号俄罗斯的联盟号发射失败，两个航天员启动了紧急返回的程序，安全返回，后来一个航天员说他当时感觉到有6到7个G的超重作用，感觉像有一块7倍体重的混凝土压在胸口，喘不过气来。
超重耐力的个体差异非常大。我们在做试验时，就遇到过一个受试者，离心机一转，他就马上喊停——我们在离心机上设了一个安全开关，只要按那个铃，我们就会给他紧急中止。后来我们问他，他就说离心机一转就觉得自己要被甩出去了。但是，我们的合格的航天员，做8个G，也就是说，相当于有8倍重量压在自己身上的时候，都能评优。
除了用离心机，我们还要做呼吸对抗动作的训练，让航天员掌握腹式呼吸。平常我们都是用胸式呼吸，胸背向的超重作用主要是影响呼吸功能，所以你要学会腹式呼吸来对抗，然后还要进行腹肌力量的训练，这样的话耐力能提高1到2个G。
正因为做了这样的训练，所以俄罗斯的航天员能在承受7个G的时候，还能安全返回。他们也说，这么多的训练不是白训练，是非常管用的，也就是说，我们之所以要设置八大类的多达数千个的训练单元，不是白设计的，通过这些训练，可以使航天员正常情况下能完成任务，同时还要考虑到出现应急故障问题时，他也能有效处置，既能完成任务也能安全返回。
即使通过了选拔和训练，也不是每个航天员都有航天飞行的机会。即使知道自己可能没有机会，他们也会认真对待，当好陪练。因为他们觉得这是集体的荣誉，那些获得飞行机会的航天员，也是代表这个群体在飞。
航天员完成了所有的训练，他也获得了飞行的机会——那么，接下来，他就要开始为出征进行相应的准备。除了做训练之外，还要做很多的准备工作。
我给大家看一张非常珍贵的照片。
这张照片拍摄于2003年10月15日，也就是杨利伟出征之前，我们在发射场航天公寓准备完毕后。
从照片上，大家会看到，我们都非常开心地围着杨利伟，但实际上，你们不知道的是我们内心的纠结和忐忑不安。因为我们知道，航天飞行它就是一个高风险的事业，尤其是上升和返回，尤其是上升过程。马上要出征发射了，发生爆炸这样的事情都是有可能发生的。所以我们内心既忐忑不安，又恋恋不舍。
拍摄这张照片的十几分钟之前，我做完准备之后，看到翟志刚和聂海胜他们两人在杨利伟身边轻声地叮嘱，说之前还有什么，入轨以后怎么怎么着。我看到那个场景，眼泪一下夺眶而出，然后立刻转身进了准备间旁边的小卫生间。
我记得自己当时对着卫生间里的镜子，泪流满面。我就看着这个镜子里的自己，我说，我绝对不能哭，因为我是这个现场的指挥，我要是控制不好自己的情绪，那这现场的后果不堪设想。我就一遍遍对自己这么说，调整好情绪，擦干眼泪，洗了把脸，让自己平复下来。
看着镜子里眼睛不红了，觉得别人可能看不出来，我就出来了，招呼大家一起，说我们拍照。翟志刚是个非常幽默的人，他说了很多特别风趣的话，我们大家特别开心，摄影师就抓拍到了这一瞬间，为我们留下了一个永恒的记忆。
航天飞行是一个高风险的旅程。在人类航天史上，已经有22名航天员献出了宝贵的生命。刚才我说过，上升和返回的时候都有可能发生事故，比如，“挑战者号”是在上升时爆炸的，“哥伦比亚号”在返回时爆炸。
图片中，右上角的那三名航天员是前苏联的三名航天员，他们是在返回过程中座舱失压了，而他们当时没有穿航天服，三个人就牺牲了。所以，从此以后，在航天员出征发射之前以及返回的过程前，必须穿戴好航天服，完成气密性检查，包括面窗要扣好，做好航天员标准的着装状态——这也是人类付出了血的代价换来的一条经验。
如今，我们做载人航天工程，确实是在前人的基础上少走了很多弯路，我们六次载人飞行都比较顺利，比较圆满，没有发生这种极端的问题，但我们也经历过惊心动魄的时刻。
比如“神七”任务首次出舱活动的时候。我印象特别深，当时是直播，我们看着翟志刚把舱门打开了一条缝，但很快，舱门又弹回去了，他再把它拉开，然后又弹回去了。
其实我们对“舱门开启”的问题事先有过预想，觉得有可能会打不开舱门，会很困难。当时我们的老所长，当时“神七”任务的时候是载人航天工程的副总设计师，叫宿双宁，他就老担心舱门打不开，所以飞船的研制部门就研制了一个舱门开启的辅助装置，我们叫它“撬杠”。航天员也做了训练，出舱前航天员会把它放在舱门附近能够得着的地方。开舱门时，航天员也用了撬杠，然后打开了一个缝，但是打开它就弹回去。
事后，专家们通过分析找到了原因。原来我们预想的是，舱门打开一条缝，应该内外压力会平衡，能达到我们能力承受的范围——但实际上，它不是。因为气闸舱实际上是轨道舱改的，在真空状态下，它里头有很多的材料会释放气体——这个特性是我们之前是没有认识到的。一释放这些气体，舱门就会又往上吸，就很难打开了。
当然，最终因为我们航天员训练有素，还是打开了舱门，成功地完成出舱活动任务。但在出舱的过程中，突然，仪表又开始报警说返回舱火灾。当时大家也觉得，怎么可能，在真空情况下怎么会有火灾？不应该的。
但仪表始终就在那报警，对我们的航天员出舱也是一个干扰。事后我们也分析了原因，是我们的压力传感器设计的缺陷，在软件设计时没考虑到真空环境下压力变化的特性。
还有“神九”任务交会对接的时候，我们遇到了一个“鬼影”问题。
在手控交会之前，自动交会对接的过程中，当时我和几个老总，我们是手控交会对接支持组的专家组成员，正聚精会神地看着大屏幕上显示的图像对接的过程，突然，屏幕上出现了两个天宫。当时我们一看就惊了，说这是什么情况？怎么会有两个天宫呢？明明只有一个天宫。
虽然确定只有一个天宫，所以肯定有一个图像假的，但为什么会有这个现象？其实当时并不知道。因为正好处于调光的阶段，我当时本能反应想到，是不是跟调光实验有关系。于是我对我们航天器的老总说，要不我们再等一下，看看它是个什么情况。
过了一会儿，这个“鬼影”现象就消失了。后来通过分析，知道这是一个光溢出的现象，形成了一个假的图像。于是，在我们的预案里又增加了这一条：当出现“鬼影”的时候，航天员可以通过调光减弱来消除鬼影现象。这些都是我们通过不断实践获得的新的知识和收获。
回顾载人航天发展史，人类就是在不断地实践中来收获新的知识，积累丰富的经验，不断的发展壮大。从航天员进舱前在公寓开始准备，一直到航天员回到北京返回他们的航天员公寓，整个过程中，都有可能会出现一些问题，甚至风险。所以，我们对整个过程要进行“双想”。
“双想”是我们航天人的一个重要法宝。什么叫“双想”？就是要对未来可能涉及到的环节都要预想一遍：每个环节可能会出现什么问题，问题出现了，我们要有对策；对以前发生过的问题，我们也要回想，反思一下现在是不是真的已经采取了有效措施，得到了很好的落实和解决，如果没有，那我们还要把它做到预案里，进一步落实和解决。
载人航天是“千人一心，万人一箭”的事业。载人航天之所以能取得成功，和我们工程上上下下的人，具有系统的观念、大局的意识、大协作的精神和科学的方法、态度以及严慎细实的工作作风，是分不开的。
“太空授课”就是这种大协作的一种充分体现。
大家知道，在2013年“神十”任务中，我们进行了首次太空授课。当时全国有8万所学校、6000万学生参与了这次活动，而且是全球直播。这也是目前为止世界上在电视直播情况下规模最大、受众最广、授课时间最长和内容最丰富的一次物理教学活动。
太空授课是一个大型复杂的巨系统工程，涉及的单位非常多，接口也极为复杂，另外，对天地协同要求非常高，航天员操作难度也很大。
比如，航天员要做水膜，但他和摄像师又无法固定身体，这种情况下要完成精准拍摄的难度很大。我们刚开始想的就是以“天宫”里的摄像机为主来进行太空授课。另外，时长限制、环境也都会影响到授课的效果，但又无法在地面进行真实的验证和演练，难度非常非常大。
尽管挑战巨大，但我们始终坚持一条原则：强调真实，绝不事先录播。我们也想过：如果在太空授课过程中，真的出现极端情况，我们也会告诉所有的观众，这种故障正是反映了太空飞行的复杂性和难度。
第二条坚持的原则就是：这是一场教学课，不是作秀。所以，我们将地面课堂设在了人大附中，有几百个学生作为代表参加了地面课堂的活动。而且，我们没有选择临场经验会更丰富的央视主持人，而是选择了两位中学物理老师来担任地面课堂的教学任务。
第三条坚持的原则就是：一定要有中国的元素。比如，航天员在做了水膜之后，上面放置了一个小贴片，设计师最早给这个小贴片设计的图案是一个笑脸，后来我说，我们得用中国结；包括水膜做成水球的颜色，也选了中国红，虽然其他颜色在试验中也很漂亮；另外，还有“陀螺演示”项目，除了陀螺本身是在航天技术中广泛应用的元素，制导或导航都要用到陀螺，而且陀螺的定轴性的演示只有在太空能真实地演示，地面也做不到（这个录像现在已经成了专业教学的一个教学片），还有一个很重要的原因就是陀螺是我们很多人（尤其是男孩子们）小时候都会玩的一个玩具，这也是有中国特色的；此外，还包括太空老师的选用李白的诗、曹冲称象的故事，也都是出于体现我们中国元素的考虑。
正因为这个太空授课意义和影响都很大，所以，我们也想要竭尽所能，在坚持真实的情况下同时完美呈现。这时，预案就非常重要。因为你不可能凭想象，不能怀侥幸心理，在整个授课过程中不出任何问题。于是，我们对太空授课过程中可能会出现的200多个问题逐一进行分析，制定了几十个对策。
我还记得自己第一次主持讨论预案的情形，那是一个礼拜六。当时各相关系统老总都参加了，包括天宫的老总，还有飞控的老总等等。我们从上午9点开始，一直讨论到下午1点多，四个多小时，经过热烈的讨论甚至激烈的辩论，逐字逐句地推敲，就推敲出六句话，大家想有多难。后来这六句话也成为我们太空授课预案设计的准则。
我们对这个过程中可能发生的200多个故障进行了预案设计。举个例子，比如说，图像话音中断了，所有人都看不到图像听不到话音了，怎么办？我们设计的预案是：这时导播要在第一时间把摄像头切到地面课堂，由地面课堂的老师组织同学们开展相关教学活动，同时，我们飞控现场要进行故障的分析和排故，恢复图像话音的功能，然后，在恢复之后，由地面课堂的老师按我们事先约定好的话语，让航天员知道他从什么地方开始接续。这样我们就可以既保证真实又能让整个授课过程不中断，流畅地呈现。
我们同时也考虑了极端的情况，比如“太空垃圾”的问题：万一天宫被太空垃圾击穿了怎么办？这个时候，天宫会进入失压的状态，就必须应急返回。我当时也跟航天员说，即使要应急返回，也要淡定从容地告别收尾，绝不能落荒而逃，要充分展示一个训练有素的航天员形象——当然，我这么说，也是基于我对这些问题和应急返回程序的了解，我心里是有底的，我们有时间来做这件事情。
后来，在进行过的唯一一次天地协同演练过程中，真的就出现了图像话音中断的情况，就这么寸，它就是出现了。出现这个问题后，我们所有相关人员，从地面课堂的老师到航天员，再到我们飞控组的人员，就启动了事先设计的预案，完成了演练。在场的领导和专家，除了知情者，其他不知情的人没有一个看出来发生了状况。所以，我们的预案还是堪称严丝合缝的。同时，因为我们得到了实战的检验，也大大增强了我们完成任务的信心。
随着载人航天的实践，人们也越来越多地认识到了航天员在飞行中的作用，“以人为本”的理念也越来越深入人心。
从“神五”到“神十一”，航天员越来越多地承担了“太空科学家”的角色。其中，做实验最主要是从“神六”开始，“神七”主要是出舱活动，“神九”、“神十”和“神十一”三次任务中，航天员完成的实验是特别多的，有100多项空间科学技术研究的实验，其中，在“神十一”33天飞行中，航天员承担了51项的科学试验和技术试验。除了这些，他们还做了一些公益的活动，这些重要活动与实验加起来一共是59项。可以说，他们既是工程师，也是科学家，既是生物学家，又是菜农，既是职业的航天员，也是载人航天的形象大使，在各种角色之间进行转换。
我给大家举一个例子，比如说我们通过这些实验获得新的一些收获和认识。陈冬在第一次做血管超声检测的时候，突然发现貌似有两条动脉。怎么有两个动脉？其实这就是因为在失重环境下，血液往头部转移，血管的充盈度更好，所以静脉粗得就像是多了一条动脉。这是我们之前没有看到过的，也没有想到的。通过“神十一”的实验，我们有了很多新的收获。
“神十一”上还搭载了3个香港中学生设计的实验，分别是聚酯薄膜的制作、复摆装置和太空养蚕实验。这3个实验是从香港中学生的70个项目中挑出来的。
我去香港给孩子们进行辅导时，就给了他们两个建议。其中一个是材料的选择。前两个项目他们有受太空授课的影响，太空授课有拉水膜，所以孩子们想，用两种溶液拉出水膜放在一起，两种溶液发生化学反应，就能生成一个薄膜。这个想法特别好，但是他选择的材料不行。不符合我们对产品的医学要求，所以我给他们的第一个建议，是让他们去请教权威专家，找到符合我们要求又能完成这个化学反应薄膜制作的材料，他们做到了。
航天员在飞行中制作薄膜。
第二个建议就是要考虑到可行性，因为航天员拿着两个环这么对接，在失重情况下身体摇晃，很难让两个环平稳地对接上，形成一个完整的薄膜。所以我们给他们建议就是要去做一个装置，让它实现。后来他们通过跟529厂合作，529厂的工程师们帮他们做了这个装置，实现了实验的梦想。
另外就是第二个“复摆装置实验”，当时我给孩子们的建议也是两点，主要是让他们减重并做得精巧，然后不能有尖锐的倒角，不能有安全隐患。他们后来也进行了改进，也做到了。
第三个就是太空养蚕的实验。这也是我们第一次在太空中养蚕，我当时给他们的建议也是两点：一个是，我们不可能像在地面那样，地面养蚕的时候蚕是吃桑叶，但在太空中蚕会漂浮，吃掉一个桑叶之后怎么再吃第二个桑叶？我给他们的建议是把桑叶做成菜泥一样。还有一点，就是粪便的清除，蚕宝宝粪便会悬在空中，我当时给他们建议用残渣收集器，还有一些抽气泵，用这个把粪便抽吸掉。
通过我们给他们的指导还有专家们的帮助，这三个项目最终在神十一飞行中都得以实现。
在飞行前，设计实验的孩子们也在想：蚕在太空中能吐丝吗？它能结茧吗？这都是有问号的，我们是带着疑问上天的。
看完这段录像，是不是觉得蚕宝宝很可爱，我们的航天员也非常的可爱？
每次我在飞控的时候，看到我们的航天员在轨，在飞行中去完成这些实验，尤其是在“神十一”的时候，看他们做这三个实验，我心里特别感慨，也特别有自豪感，因为我们看到，通过努力，我们的一些设想变成了现实，非常有成就感。
同时，我也更加深切地感受到科普的魅力和科普的重要性。未来，随着我们中国的空间站的建立，我想，我国的空间科普的教育必将会常态化，形式也会更加多样化，也希望我们在座的，尤其是一些小朋友，等我们空间站建成的时候，我们再做太空授课的第二课、第三课的时候，你们能够参与其中，能和我们的航天员天地互动，你们可以提出问题，由航天员来给你们解答。希望你们能够有这样的一个机会。
今天我们来做科普，其实是来播撒科学的种子，传播科学的精神，我觉得这是我们每一位科学家应该肩负的使命。也希望通过我们的耕耘，能让更多的种子生根发芽、开花结果。谢谢大家。
