中國航天員是如何練成的？

2021年10月16日凌晨

神舟十三號載人飛船發(fā)射升空

三名中國航天員進(jìn)入太空

你是否想像過

飛在太空中的感受

當(dāng)進(jìn)入微重力環(huán)境

你可以自由漂浮

吃飯喝水都變得有趣

望向窗外便可飽覽地球美景

但你是否知道

迄今為止只有不到600名人類進(jìn)入過太空

他們經(jīng)歷過多少常人難以想象的訓(xùn)練和選拔

在旅途中要面臨多少潛在的危險

甚至可能付出生命的代價

（1961年-2021年人類進(jìn)入太空次數(shù)，制圖@陳隨/星球研究所）

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這篇文章

將向你展現(xiàn)成為一名中國航天員

入住空間站并返回的全過程

在這場旅程中

你將經(jīng)歷許多過去不知道的事

你將重新認(rèn)識載人航天

也重新認(rèn)識你自己

01

磨練

在上天之前

你只是蕓蕓眾生中的一員

身處家人和朋友的環(huán)繞之中

熱熱鬧鬧，雞毛蒜皮

（夜市上的人群，攝影師@蔣人可）

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要想成為一名航天員

你可以選擇成為一名空軍飛行員

或科研院所的航天飛行工程師

或科研單位的載荷專家

這里以空軍飛行員為例

你要通過嚴(yán)苛的選拔

并經(jīng)過幾年至十幾年艱苦的訓(xùn)練

達(dá)到數(shù)百小時以上的“駕齡”

成功處理過空中的緊急情況

才有可能通過最初的篩選

（空軍飛行員訓(xùn)練，攝影師@空軍在線）

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初選過后

還有好幾輪訓(xùn)練和選拔

從身體、心理、綜合素質(zhì)等各個方面

對你進(jìn)行全方位的考察和篩選

（2012年5月25日，北京，對航天員劉洋進(jìn)行聽力檢查，攝影師@中國航天員中心）

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與你同行的人從上千

到只剩下幾十人

淘汰比例高達(dá)100:1

現(xiàn)在

通過選拔的你們

組成航天員大隊

進(jìn)駐中國航天員科研訓(xùn)練中心

正式成為航天員的訓(xùn)練

才剛要開始

中國航天員的訓(xùn)練項目

共有8個大類，兩百余個科目

仿佛一道通天的階梯

每登上一級

你都將離太空更近一步

（航天員訓(xùn)練項目，制圖@陳隨/星球研究所）

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超重耐力適應(yīng)性訓(xùn)練

將令你承受8倍于體重的壓迫

同時還要做出預(yù)定動作、回答問題

你的肌肉會嚴(yán)重變形，甚至?xí)粑щy

你可以選擇按下按鈕停止這一切

但還從沒有人按過

（超重耐力適應(yīng)性訓(xùn)練中的離心機訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天，制圖@陳隨/星球研究所）

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在微重力環(huán)境下

眩暈感無處不在

這就需要前庭功能訓(xùn)練

你要蒙上眼睛

坐在一把高速旋轉(zhuǎn)的座椅上

體驗15分鐘的天旋地轉(zhuǎn)

最初接觸這類訓(xùn)練時

嘔吐是常事

（前庭功能訓(xùn)練中的旋轉(zhuǎn)座椅訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天）

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此外在太空中

身體中的血液會涌向腦部

你需要頭部向下躺在一張床上

以適應(yīng)這種血液的重新分布

（血液重新分布訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天）

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除了身體素質(zhì)訓(xùn)練

你還要接受心理訓(xùn)練和專業(yè)知識學(xué)習(xí)

天文學(xué)、空氣動力學(xué)、發(fā)動機原理

醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、動物學(xué)、植物學(xué)

你要補的知識太多

（航天員景海鵬在學(xué)習(xí)辨認(rèn)植物，攝影師@中國航天員中心）

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野外求生也是必修課

不管是在太空還是地面上

緊急情況都有可能發(fā)生

（野外求生訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天）

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在綜合實戰(zhàn)演練中

你可以通過數(shù)字仿真系統(tǒng)

身臨其境體驗太空的工作方式

（神舟十二號航天員開展數(shù)字仿真模擬維修訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天）

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或是在中性浮力水槽中

模擬微重力狀態(tài)下的出艙活動

你要身帶鉛塊沉入水底

持續(xù)長達(dá)4-6小時的訓(xùn)練

訓(xùn)練完后你感到精疲力盡

（神舟十二號乘組開展水槽出艙訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天）

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低壓艙出艙活動訓(xùn)練

則完全模擬真空狀態(tài)

是最危險的訓(xùn)練之一

你必須穿上艙外航天服保障生命安全

（神舟十二號乘組開展低壓艙出艙活動訓(xùn)練，攝影師@中國載人航天）

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這樣的訓(xùn)練將要持續(xù)3-5年

在這期間

你可能會錯過很多與家人、朋友在一起的時刻

這些，都是必須做出的犧牲

而即便是經(jīng)歷了這一切

你也可能長期作為備份航天員

甚至直到退役也無法真正一飛沖天

但你在地面上所做出的貢獻(xiàn)

無疑也是載人航天事業(yè)中

不可分割的一部分

02

升空

終于等到發(fā)射這一天

你和兩名同伴入選正式乘組

即將進(jìn)駐中國空間站

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心

巨大的長征二號F運載火箭矗立在塔架上

蓄勢待發(fā)

恰如你此刻的心情

（發(fā)射前的長征二號F運載火箭，攝影師@白龍）

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在更衣室內(nèi)

你們換上艙內(nèi)航天服

它最重可達(dá)20千克

在你進(jìn)入空間站之前

你要一直穿著這身航天服

（穿著艙內(nèi)航天服的女航天員劉洋，攝影師@阿毛）

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發(fā)射之前

你會和地球上的人們做一次鄭重的告別

但面對眾多鏡頭

你也許無法說出藏在心底的話

你們走向飛船

穿著航天服的你

在工作人員的幫助下進(jìn)入發(fā)射艙

（神舟十二號航天員出征前準(zhǔn)備，攝影師@中國載人航天）

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現(xiàn)在艙門已經(jīng)關(guān)閉

進(jìn)入了發(fā)射倒計時階段

身處艙內(nèi)的你沉著冷靜

一項項進(jìn)行著手頭的工作

幾乎忘記了時間的流逝

直到倒計時面板上顯示最后的一分鐘

3，2，1，點火！

伴隨轟然一響

主推進(jìn)器和主發(fā)動機點火

（搭載神舟十三號載人飛船的火箭發(fā)射瞬間，攝影師@Tea-tia）

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火箭在天空中

劃出一道優(yōu)美的弧線

（搭載神舟十三號載人飛船的火箭升空軌跡，攝影師@戴建峰）

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身處飛船內(nèi)的你

瞬間被“壓”在座位上

從1倍重力到3倍重力

短短幾分鐘后

重力突然“消失”

你手中的鋼筆向上飄起

保護(hù)飛船的整流罩拋開

壯麗的宇宙和地球景觀

從舷窗外涌入你的眼簾

（發(fā)射過程中從艙內(nèi)望向地球和太空，攝影師@中國載人航天）

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但很快

你的注意力被拉回艙內(nèi)

現(xiàn)在你已經(jīng)正式進(jìn)入太空

處于400千米高的預(yù)定軌道

接下來你將接近空間站

并準(zhǔn)備對接

對接過程

并不像看起來那么簡單

這是兩個速度高達(dá)7.9千米每秒的物體

一旦不慎發(fā)生撞擊，將造成致命的破壞

（飛船對接過程，制圖@陳隨/星球研究所）

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因此

對接要求極高精度的速度和角度控制

兩側(cè)的對接機構(gòu)

必須在十幾厘米以下的誤差內(nèi)結(jié)合為一體

200米，50米，10米

3米，2米，1米

......

伴隨一陣震動

連接上了！

（天舟飛船和空間站的對接，僅作示意，攝影師@中國載人航天）

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你已經(jīng)迫不及待

想要進(jìn)入太空中的新家

脫下沉重的航天服

但現(xiàn)在還不行

飛船和空間站之間的對接

必須保持嚴(yán)格的密封

否則就會造成泄漏事故

你等待著計算機檢查密封性

這個過程十分漫長

終于在幾小時后

計算機發(fā)來指令：密封完好

你現(xiàn)在可以打開艙門

飄向你的太空生活了

空間站，我來了！

03

遙望

在進(jìn)入太空的第一周

興奮之余

伴隨你的還有各種太空癥狀

這些癥狀在進(jìn)入空間站的3-7天最為明顯

（神舟十二號航天員在空間站內(nèi)“飛檐走壁”，攝影師@中國載人航天）

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好在適應(yīng)期很快過去

接下來

該好好看看這個新家了

整個核心艙長度達(dá)到16.6米，最大直徑4.2米

內(nèi)部的空間相當(dāng)寬敞

（天和核心艙內(nèi)景，攝影師@中國載人航天）

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先你們而來的天舟飛船

已經(jīng)運來了大量設(shè)備和物資

接下來，該“拆快遞”了

（“拆快遞”，攝影師@中國載人航天）

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“快遞”中

除了你們的生活物資

最主要的就是各類設(shè)備

這些設(shè)備或是用于維持空間站運轉(zhuǎn)

或是用于太空中的科學(xué)實驗

在這里

你要完成大量的數(shù)據(jù)收集、技術(shù)研究

航天醫(yī)學(xué)實驗、空間應(yīng)用系統(tǒng)實驗

以及空間站日常的維護(hù)、物資盤點等工作

（航天員湯洪波在組裝科學(xué)實驗柜，攝影師@中國載人航天）

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工作過程中

繁多的裝備和零件會四處飛舞

記得隨時用自封袋、尼龍搭扣、繩子

把它們固定在某個位置

（太空中漂浮的包裹和工具，攝影師@中國載人航天）

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忙碌的工作之余

你需要補充一些能量

空間站的太空食譜十分豐富

能夠保證7天不重樣

空間站內(nèi)的微波爐加熱

讓你的飯菜熱感和地面上無異

此外，你還可以吃到新鮮的水果

（航天員用餐完畢后，將蘋果核放進(jìn)袋子，攝影師@中國載人航天）

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除了食物

水和氧氣對于生存至關(guān)重要

但攜帶大量氧氣和淡水上天不太劃算

因此你需要再生生保系統(tǒng)

通過電解水

以及令呼出的二氧化碳

與電解水產(chǎn)生的氫氣反應(yīng)

可以產(chǎn)生相當(dāng)可觀的氧氣

你呼出的水汽、排出的尿液

則通過尿處理子系統(tǒng)變?yōu)樯钣盟?/p>

再通過水處理子系統(tǒng)變成可以喝的純凈水

（尿處理子系統(tǒng)核心結(jié)構(gòu)示意圖，制圖@陳隨/星球研究所）

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處理個人衛(wèi)生

則需要特殊的裝置或技巧

例如淋浴、洗頭、清潔牙齒

都要以最簡單的方式

如毛巾擦拭、免洗洗發(fā)液揉搓

而大便等排泄物

則會被特殊裝置迅速吸到袋子中

隨后放進(jìn)天舟飛船

在天舟返回大氣層時銷毀

（國際空間站內(nèi)的衛(wèi)生間系統(tǒng)展示，僅作示意，攝影師@NASA）

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此外由于飛行時間較長

你還需要時刻關(guān)注身心健康

太空微重力環(huán)境和輻射

對你的肌肉、骨骼、心血管系統(tǒng)都有損害

你可能出現(xiàn)疲勞、感染、腸胃不適等癥狀

而長時間的密閉、噪聲環(huán)境

還有可能造成心理上的不適

因此

你需要根據(jù)專門的太空鍛煉處方

保持每天2.5小時以上各個肌肉群的鍛煉

（空間站內(nèi)的鍛煉，攝影師@中國載人航天）

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在一天的末尾

你進(jìn)入自己的獨立臥艙

這里有一個專屬的舷窗

（航天員臥艙，攝影師@湯洪波）

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入睡前

你透過舷窗

看到遙遠(yuǎn)的恒星、星系

不過最吸引你的還是地球

大氣中的某些成分在夜間發(fā)出微弱的光輝

這便是氣輝

（2021年7月30日，航天員湯洪波拍攝到了北非大陸上萬家燈火的盛景，宇宙中的繁星與地球上的燈光交相輝映，共同演奏出了一首和諧的生活樂章，地球表面一層光輝是大氣中的分子或原子在特殊的過程中發(fā)出的光輝，稱為氣輝，攝影師@湯洪波）

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山脈、海洋、森林、沙漠

被你瞬間拋在身后

（空間站內(nèi)看地球，南非南端；秘魯南部，兩個白點是索利馬納火山和科羅普納峰，攝影師@湯洪波）

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城市的燈光

在暗夜中閃耀

你看到自己居住過的城市

（2021年8月24日晚上9點29分，當(dāng)核心艙組合體劃過北京上空時，聶海勝拍下了這張北京夜景。照片右側(cè)那顆金光熠熠的“星星”就是北京大興國際機場，攝影師@聶海勝）

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你還看到云層

看到臺風(fēng)、閃電

看到極光、日出日落

你所熟悉的一切

都有了不同的模樣

（從空間站看日落，攝影師@劉伯明）

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隨著你在空間站的日子一天天過去

你越來越熟悉這里的生活

但明天

你將迎來一項新的任務(wù)

出艙

出艙是迄今為止最危險的太空活動

你將完全暴露在太空中

面臨輻射、微流星、太空碎片的威脅

但你有三重保障

第一重是

氣閘艙

這是你進(jìn)出太空的“客廳”

它有著復(fù)雜的功能

包括解壓、氣密性檢查、開關(guān)艙門等

讓你提前適應(yīng)艙外的環(huán)境

并保障你出艙及返回的安全

（航天員在氣閘艙內(nèi)準(zhǔn)備，攝影師@中國載人航天）

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第二重保護(hù)是

艙外航天服

這是一件比艙內(nèi)航天服更強大的“鎧甲”

由多層、多部件組合而成

最內(nèi)層的液冷服以及通風(fēng)系統(tǒng)

能夠隨時帶走身體的熱量

防止汗液聚集在航天服內(nèi)

外面的特制纖維最薄的也有3層

最多的地方多達(dá)15層

具有氣密、承壓、抵抗微流星等功能

堪稱一臺小型航天器

（艙外航天服示意圖，圖中繪制的為一代艙外航天服，僅作示意，最新的飛天Ⅱ型艙外航天服在一代基礎(chǔ)上又做出了改進(jìn)，具有使用壽命更長、靈活性更高、可靠性更高等特點，制圖@陳隨/星球研究所）

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航天服的頭盔最外層面窗

為了防護(hù)強烈的太陽光

由純金薄膜打造

在太陽直射時能夠抵御強烈的光線

（艙外航天服頭盔示意，制圖@陳隨/星球研究所）

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第三重保護(hù)是

機械臂

這條機械臂堪稱國際領(lǐng)先

它由肩部3個關(guān)節(jié)、肘部1個關(guān)節(jié)、腕部3個關(guān)節(jié)

共7個關(guān)節(jié)組成

具有極高的自由度

能夠自主爬行、自我移位和安裝

它的末端執(zhí)行器上

則有多個傳感器

能夠進(jìn)行極為精細(xì)的操作

（機械臂及其活動范圍，制圖@陳隨/星球研究所）

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你可以將自己固定在機械臂上

然后操控其將你送到指定地點

而不用費力攀爬舷梯

（機械臂運動，攝影師@中國載人航天）

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有了這三重保護(hù)

你不僅提前完成任務(wù)

還有時間和同伴相互拍幾段視頻

（兩名出艙航天員利用艙外航天服上的攝影機拍攝彼此的影像，攝影師@中國載人航天）

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此刻

你置身艙外

已經(jīng)沒有人比你更高，更遠(yuǎn)

一個無比廣闊的星辰世界在你面前展開

你自己也仿佛變成了其中的一顆

而地球就漂浮在你的身旁

世界將它最溫柔的一面展現(xiàn)出來

從這個距離上

你看不到紛爭，看不到仇恨

看不到一切喜怒哀樂

只有一片柔和的藍(lán)色與白色

（艙外的聶海勝和空間站及背景中的地球，攝影師@中國載人航天）

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你離人類是如此遙遠(yuǎn)

甚至比你在艙內(nèi)的同伴還要遠(yuǎn)那么幾步

卻又從未像現(xiàn)在這樣

深刻地感受到與大地，與人類的聯(lián)結(jié)

而隨著這次出艙任務(wù)的圓滿完成

你的太空生活也接近尾聲

04

回歸

6個月的時間

你繞著地球飛了2880圈

欣賞了地球的千萬種面貌

完成了難以計數(shù)的工作和科學(xué)實驗

現(xiàn)在，你迎來了回家的日子

但你仍不能掉以輕心

因為這同樣是一個極為危險的過程

在整理好各類物品

設(shè)置好各個系統(tǒng)的狀態(tài)

并關(guān)閉了各艙室間的艙門后

你進(jìn)入返回艙

（神舟十號航天員乘組聶海勝、張曉光、王亞平在返回艙，攝影師@中國航天員中心）

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飛船與空間站分離

開始調(diào)整姿態(tài)、制動減速

進(jìn)入返回軌道

再見了，太空中的家！

你從窗口最后看一眼空間站

隨后就是漸行漸遠(yuǎn)

（返回艙和推進(jìn)艙、軌道艙分離并返回，攝影師@中國載人航天）

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返回地球的關(guān)鍵是

減速

速度的降低能夠讓飛行軌道下降

要想安全回到地表

飛船返回艙的速度要從在軌時的7.9千米每秒

減速到緩慢下降階段的200米每秒

（分離過程，制圖@陳隨/星球研究所）

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反推式火箭啟動

飛船速度開始降低

高度在不斷減小

逐漸接近大氣層的頂部

......

在距離地表80-100千米處

返回艙再入大氣層

這趟太空之旅最暴力的一段來了

大氣層開始與飛船劇烈摩擦

飛船表面急劇升溫到1600℃

熾熱的空氣發(fā)生電離

一層橙色的離子團(tuán)將你乘坐的飛船包圍

這個區(qū)域被稱為黑障區(qū)

電離層將切斷視頻通訊

但你的生理數(shù)據(jù)仍能夠傳輸回地面

（返回艙在大氣層中，攝影師@中國載人航天）

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距離地表10千米左右

你的速度已經(jīng)降低至800千米每小時

這時降落傘系統(tǒng)開始工作

它由引導(dǎo)傘、減速傘和主傘構(gòu)成

（降落傘系統(tǒng)，制圖@陳隨/星球研究所）

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在兩個引導(dǎo)傘的拉扯下

減速傘打開，速度驟降

你感受到一陣猛烈的牽拉

隨后

減速傘又拉出了1000平方米的巨大主傘

飛船開始穩(wěn)定下降

（主傘打開，攝影師@中國載人航天）

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在即將落地的位置

反推火箭全力發(fā)動

你以5千米每小時的速度撞上地面

撞擊揚起巨大的灰塵

落地后的瞬間你需要盡快切斷主傘

（落地，攝影師@李昀錫）

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此時

空中和地面搜救隊早已開始了行動

空中分隊確定了你的位置

地面搜救人員向你趕來

（地面搜救人員處理返回艙，攝影師@阿毛）

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艙內(nèi)的你

保持了一陣倒立的姿勢

不過這些已經(jīng)是小菜一碟了

外面響起人聲和金屬碰撞的聲音

很快，艙門打開

你安全出艙

草原上的新鮮空氣從四面八方向你涌來

你感到渾身放松

只是地表如此強大的重力

讓你一時難以適應(yīng)

（神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸，3名航天員安全順利出艙，攝影師@孫海英）

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在一番忙而有序的工作后

你被直升機接到機場

坐上了回北京的飛機

返回航天員中心后

你還要接受一次細(xì)致的體檢和長時間恢復(fù)

以及參加新聞發(fā)布會、慶功宴等活動

在這一切過后

你回到家中

坐在家人的身邊

身邊的一切都安穩(wěn)地站在地上

你感受著24小時的日出日落

風(fēng)霜雨雪、鳥語蟲鳴

從未像現(xiàn)在這樣熱愛自然界的一切

但這還不是結(jié)束

在經(jīng)歷過漫長的太空生活后

你的身體要用幾個月的時間

重新適應(yīng)地球的環(huán)境

這期間你可能會時常疼痛、頭暈

甚至站都站不穩(wěn)

但你知道

這些寶貴的經(jīng)驗

都是無窮的寶藏

你將把它們傳遞給下一代航天員

為他們的飛天之路保駕護(hù)航

中國的載人航天事業(yè)

正是在一代代航天員的付出中

逐漸成長、壯大

（中國航天員圖譜，制圖@陳隨/星球研究所）

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在某個夜晚

當(dāng)你抬頭

也許會看到一個光點劃過夜空

那是你曾經(jīng)生活過的地方

去往那里的道路顛簸

卻隱藏著最美麗的風(fēng)景

那里遙遠(yuǎn)而寒冷

卻印證著中國載人航天最偉大的征程

（黃道光橫穿五顆行星，地球、金星、木星、土星、火星，地景是地球上最古老的生命之一疊層石，攝影師@Tea-tia）

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本文創(chuàng)作團(tuán)隊

撰文：張照 圖片：潘晨霞

設(shè)計：陳隨 審校：李雪梨

空間站模型：趙榜、李江飛、韓佳琪、陳隨

頭圖/封面攝影師：湯洪波

特別鳴謝：中國載人航天工程辦公室

【本文主要參考文獻(xiàn)】

[1]陳善廣. 飛天英雄：追蹤航天員飛天足跡[M]. 中國宇航出版社, 2011.

[2]（英）肯·麥克塔格特. 飛天紀(jì)實：航天員是怎樣煉成的[M]. 人民郵電出版社, 2018.

[3]徐江華. 航空航天概論[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2015.

[4]（美）斯科特·凱利. 我在太空的一年[M]. 中信出版社, 2020.

[5]（美）特里·維爾茨. 國家地理太空探索全書[M]. 江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社, 2019.

[6]李潭秋.“飛天”艙外航天服的研制[J].載人航天,2008(04):8-18.

[7]黃偉芬.神舟七號載人航天飛行任務(wù)航天員選拔與訓(xùn)練[J].載人航天,2008(04):19-26.

來源：星球研究所