우주인 훈련

Astronaut training
저중력 보행 시뮬레이터의 연구에 적합한 테스트 대상입니다.이 자세는 사람의 다리가 달 표면에 있는 것과 맞먹는 무게의 6분의 1만을 경험했다는 것을 의미했다.이 시뮬레이터의 목적은 걷기, 점프 또는 달리기를 하는 동안 피험자를 연구하는 것이었다. (1963년)

Astronaut 훈련 전 세계 지역에서 우주 임무에 전에, 그리고 의학적인 tests,[1]물리적 training,[2]extra-vehicular 활동(EVA)훈련 절차 훈련, 재활 process,[3]뿐만 아니라 그들 실험에 대한 훈련에 해당하는 비행, 후에 우주 비행사들 준비의 복잡한 과정을 설명한다.accompli우주 체류 중 sh.

가상 및 물리 훈련 시설은 우주 비행사들이 비행의 모든 단계에서 직면하게 될 조건을 숙지하고 우주 비행사들이 초중력 환경에 [4]대비할 수 있도록 통합되었다.안전하고 성공적인 임무를 위해 훈련 중에 특별한 고려가 이루어져야 하는데, 이것이 아폴로 우주 비행사들이 달 표면에서 지질학 현장 작업을 위한 훈련을 받은 이유이며, 화성 여행과 같은 미래의 연장된 임무를 위한 베스트 프랙티스에 대한 연구가 이루어지고 있는 이유이다.

훈련의 목적

트레이닝 플로우

우주인 선발과 훈련은 승무원들이 우주 [5]임무를 수행할 수 있는 자격을 갖추도록 하기 위한 통합 과정이다.이번 훈련은 우주인의 기본훈련, 고급훈련, 임무별훈련, 탑승훈련, 숙련도유지훈련 [6]등 일반적이고 구체적인 훈련의 5가지 목표로 분류된다.훈련생들은 기초 훈련 기간 동안 의학, 언어, 로봇 공학 및 조종, 우주 시스템 공학, 우주 시스템의 구성, 항공 우주 공학 약자를 배워야 한다.6080%의 우주인이 창백함 식은땀 구토 거식증 [7]등 우주 멀미를 경험하지만 우주인 후보자들은 이를 극복할 것으로 기대된다.고급 훈련과 임무별 훈련 동안, 우주 비행사들은 우주 임무에서 할당된 위치와 관련된 특정 시스템의 작동과 필요한 기술에 대해 배우게 될 것입니다.우주왕복선과 국제우주정거장 [6]승무원을 위한 임무별 훈련은 보통 18개월이 소요된다.우주 비행사들의 건강, 신체적, 정신적 건강을 임무 기간 전, 기간 중, 후에 보장하는 것이 중요하다.숙련도 유지관리는 승무원들이 선외 활동, 로봇 공학, 언어, 다이빙, 비행 [6]훈련과 같은 주제를 포함하여 최소한의 성과를 유지할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다.

발사 및 착륙

발사 및 착륙의 효과는 우주 비행사들에게 다양한 영향을 미치며, 가장 큰 영향은 우주 [8]멀미, 기립성 과민증, 심혈관 사건이다.

우주 멀미는 변화하는 중력 환경(즉, 발사 전 지구 1g에서 발사 중 1g 이상, 그리고 우주 초중력에서 재진입 시 초중력, 착륙 후 1g까지)에서 몇 분 이내에 발생할 수 있는 사건이다.증상은 졸음과 두통에서부터 메스꺼움과 구토까지 다양하다.우주 멀미에는 일반적으로 세 가지 범주가 있습니다.

  • 경증: 1 ~ 여러 가지 일시적인 증상, 동작에 미치는 영향은 없습니다.
  • 보통:지속적인 특성으로 운용에 미치는 영향을 최소화하는 몇 가지 증상
  • 심각: 성질이 지속되어 퍼포먼스에 중대한 영향을 미치는 여러 증상

약 4분의 3의 우주 비행사들이 우주 멀미를 경험하며, 그 효과는 2일을 넘지 않는다.비행 후 멀미의 위험이 있지만, 이것은 장기간의 우주 임무 후에만 중요하다.

내이에 위치한 전정계인 미소중력에 노출된 후 비행 후 신체 자세를 감지하고 적절한 균형을 유지하는 역할을 하는 작은 석회질 함몰인 이석류의 미소중력 유도 무응답으로 인해 중단된다.대부분의 경우, 이것은 비행 후 자세 착시현상으로 이어진다.

심혈관계 사건은 우주 임무의 세 단계 동안 중요한 요소들을 나타낸다.다음과 같이 나눌 수 있습니다.

  • 기존의 심혈관 질환: 이것들은 전형적으로 우주비행사 선발 과정에서 제외되지만, 만약 그것들이 우주 비행 중에 존재한다면, 그것들은 우주 비행 과정에서 악화될 수 있습니다.
  • 심혈관계 사건 및 우주 비행 중 발생하는 변화: 이는 체액의 이동과 재분배, 심장 박동 장애 및 미소 중력 환경에서의 최대 운동 능력의 감소에 기인한다.이러한 효과는 잠재적으로 승무원들이 중력 환경으로 돌아가면 심각한 무력감을 느끼게 되고, 따라서 도움 없이 우주선을 탈출할 수 없게 만들 수 있다.
  • 기립성 과민증으로 인해 비행 후 스탠드 테스트 중에 실신할 수 있습니다.

ORB(Operations(온오비트 조작)

상세정보 : 우주비행이 인체에 미치는 영향

우주인들은 발사 조건과 혹독한 우주 환경에 대비하는 훈련을 받는다.이 훈련은 승무원이 우주선 작동 관련 이벤트(내부 이벤트)와 우주 환경 관련 이벤트(외부 이벤트)의 두 가지 범주로 분류되는 이벤트에 대비하는 것을 목표로 한다.

독일 쾰른의 유럽 우주인 센터에 위치한 ESA의 콜럼버스 모듈 훈련 모형 내부도.우주비행사들은 훈련 중에 모든 우주선 부품에 익숙해져야 한다.

훈련을 받는 동안, 우주비행사들은 우주선 추진, 우주선 열 제어, 생명 유지 시스템 등 우주선의 공학 시스템에 익숙해진다.이외에도 우주인들은 궤도역학, 과학실험, 지구관측, 천문학 등의 훈련을 받는다.이 훈련은 우주 비행사가 여러 시스템을 접하게 되는 미션에서 특히 중요합니다(예를 들어 국제우주정거장(ISS)).훈련은 우주인의 건강, 승무원 건강 또는 임무의 성공적인 완수에 위험을 초래할 수 있는 이벤트에 대비하기 위해 실시됩니다.이러한 유형의 사건은 치명적인 생명 유지 시스템 고장, 캡슐 감압, 화재 및 기타 생명을 위협하는 사건일 수 있습니다.위험한 사건에 대한 훈련과 더불어, 우주비행사들은 그들의 임무를 성공적으로 완수하기 위해 훈련할 필요가 있을 것이다.이것은 EVA, 과학 실험 또는 우주선 조종을 위한 훈련의 형태일 수 있다.

외부 이벤트

외부 사건은 극한의 우주 환경에서 생활하고 일하는 능력을 더 폭넓게 의미한다.여기에는 미세중력(또는 무중력), 격리, 감금 및 방사선에 대한 적응이 포함됩니다.미소 중력에서 생활하고 일하는 것과 관련된 어려움은 공간 방향감각, 멀미, 그리고 현기증을 포함한다.오랜 기간 임무를 수행하는 동안, 우주비행사들은 종종 고립과 감금 상태를 겪게 될 것이다.이것은 우주 비행사 승무원의 성과를 제한하는 것으로 알려져 왔고, 따라서 훈련은 우주 비행사들이 이러한 [9]도전에 대비할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.방사능이 승무원들에게 미치는 장기적인 영향은 아직 거의 알려지지 않았다.그러나 화성 여행을 하는 우주인들은 [10]지구인보다 1000배 이상의 방사선량을 받게 될 것이라는 이론이 있다.따라서 현재와 미래의 훈련에는 우주비행사를 방사선으로부터 보호하기 위한 시스템과 프로세스가 포함되어야 합니다.

과학 실험

과학 실험은 역사적으로 인간 우주 비행의 중요한 요소였고 국제 우주 정거장의 주요 초점이다.이러한 실험을 성공적으로 수행하는 방법에 대한 훈련은 우주 비행사 훈련의 중요한 부분이다. 왜냐하면 그것은 임무의 과학적 귀환을 극대화 하기 때문이다.일단 궤도에 오르면, 우주 비행사와 지상의 과학자들 사이의 의사소통은 제한될 수 있고, 다른 임무 활동들 사이에 시간을 엄격하게 배분할 수 있다.우주 비행사들은 지상의 개입 없이 적시에 실험을 완료하기 위해 할당된 실험에 익숙해지는 것이 중요하다.

국제우주정거장에서의 임무를 위해, 각 우주 비행사는 100개 이상의 실험에 능숙해야 한다.훈련을 받는 동안, 실험에 책임이 있는 과학자들은 실험을 수행할 우주 비행사들과 직접 접촉하지 않는다.대신, 과학자들은 우주 비행사들이 실험을 수행할 수 있도록 준비하는 트레이너들에게 지시한다.이 훈련의 대부분은 유럽 우주 비행 센터에서 행해진다.

인간 실험을 위해, 과학자들은 우주 비행사들에게 그들의 실험에 대해 설명하고, 우주 비행사들은 ISS에 탑승할 것인지 여부를 선택한다.이러한 실험을 위해, 우주 비행사들은 비행 전, 비행 중, 비행 후에 기준선을 설정하고 언제 우주 비행사가 기준선으로 돌아왔는지를 결정하기 위해 테스트를 받게 될 것이다.

VR 헤드셋을 사용하여 행성의 로버를 제어하는 아이디어를 조사합니다.

가상현실 훈련의 목적

우주인을 위한 가상현실 훈련은 우주인 후보자들에게 몰입형 훈련 경험을 주기 위한 것이다.가상현실은 우주 비행사들을 우주로 가기 전에 우주 조건과 절차에 인위적으로 노출시키는 기술로 개발되어 왔다.가상현실을 이용하여, 우주비행사들은 필요한 모든 장비와 환경적 특징들을 시뮬레이션하여 EVA(선외 활동)를 수행하도록 훈련받고 평가할 수 있다.이 최신 기술을 통해 비상 [11]프로토콜을 테스트하는 등 이동 중에도 시나리오를 변경할 수 있습니다.VR 훈련 시스템은 적응 과정을 통해 우주 멀미의 영향을 줄일 수 있다.비행 전 VR 훈련은 미중력 환경의 [12]무중력 상태로 인한 우주 멀미 및 방향감각 장애에 대한 대책이 될 수 있다.연습 도구 역할을 하는 것이 목표인 경우,[13] 가상 현실은 일반적으로 로봇 공학 및 추가 하드웨어와 함께 탐색되어 몰입 효과나 훈련생의 참여도를 높입니다.

지역별 교육

미국

NASA에서는 선발 단계에 이어 이른바 '아스칸'(우주인 후보)이 완전 자격을 갖춘 우주인이 되기 위해서는 최대 2년의 훈련/교습 기간을 거쳐야 한다.처음에, 모든 AsCans는 기술과 소프트 기술을 모두 배우기 위해 기본 훈련을 받아야 한다.16개의 기술 코스가 있습니다.

우주비행사들이 텍사스 휴스턴에 있는 존슨 우주 센터의 중성 부력 시설에서 훈련하고 있다.
STS-135 크루는 2011년 6월 28일 텍사스 휴스턴에 있는 존슨 우주 센터의 시스템 엔지니어링 시뮬레이터에서 ISS와의 랑데부 및 도킹 연습을 하고 있습니다.

아스칸은 처음에 소유즈, ISS 시스템, 비행 안전 및 운영, 육상 또는 수상 생존에 대한 훈련을 받는 기본 훈련을 거친다.조종사 AsCans는 NASA의 T-38 훈련기에서 훈련을 받을 것이다.게다가, 현대 우주 탐험은 다른 나라의 컨소시엄에 의해 행해지고 매우 공개적으로 볼 수 있는 지역이기 때문에, 우주비행사들은 전문적이고 문화적인 훈련과 언어 교육을 받았다.[14]

기본 훈련을 수료한 후 지원자는 NASA의 고급 훈련으로 넘어갑니다.AsCans는 우주에서 무엇을 하게 될지 알기 위해 실물 크기의 모형으로 훈련된다.이 작업은 Shuttle Training Aircraft를 사용하여 수행되었으며, 시뮬레이션 목업을 통해 수행됩니다.우주왕복선 훈련기는 우주왕복선이 은퇴할 때까지 지휘관과 조종사 우주인들이 착륙 연습을 위해 독점적으로 사용했으며, 첨단 시뮬레이션 시스템 시설은 모든 후보자들이 우주 환경에서 일하는 방법을 배우고 임무를 성공적으로 수행하기 위해 사용한다.시뮬레이터와 EVA 훈련 시설은 지원자들이 다양한 임무 운영을 가장 잘 준비할 수 있도록 도와줍니다.특히 진공 챔버, 포물선 비행 및 중성 부력 설비(NBF)를 통해 응시자는 특히 EVA에 대해 미소 중력 환경에 적응할 수 있습니다.가상현실은 또한 AsCans를 우주 [14]환경에 몰입시키는 도구로 점점 더 많이 사용되고 있다.[15]

마지막 단계는 집중 훈련입니다.그것은 발사 약 3개월 전에 시작되며, 그들이 맡은 임무를 위한 후보자들을 준비시킨다.비행 고유의 통합 시뮬레이션은 임무 규칙과 비행 절차를 위한 동적 테스트 기반을 제공하도록 설계되었다.최종 집중 훈련 공동 승무원/비행 관제사 교육은 임무 계획과 병행하여 실시됩니다.이 단계에서는 지원자들이 미션별 운영 훈련과 할당된 실험에 대한 경험을 받게 됩니다.의료 문제에 [14]대한 사전 예방적 및 사후 대응적 조치를 효과적으로 개입하기 위한 승무원 의료 책임자 교육도 포함된다.

주목할 만한 훈련 시설

닐 암스트롱이 달 탐사에 앞서 달 모듈 시뮬레이터에 탑승했습니다.

AsCan이 정식으로 우주 비행사 자격을 취득하는 데는 최대 2년이 걸릴 수 있다.보통,[16] 훈련 과정은 NASA에서 이용할 수 있는 다양한 훈련 시설과 함께 완료된다: 우주 훈련 시설은 가능한 한 가까이 그리고 사실적으로 우주선에서의 우주 비행 경험을 복제하거나 시뮬레이션하려고 한다.여기에는 유압 램에 장착되고 최첨단 컴퓨터 기술에 의해 제어되는 실물 크기의 조종석 복제품, 무중력 시뮬레이션을 위한 정교한 물탱크, 그리고 과학자들이 우주의 물리학과 환경을 연구하기 위해 사용하는 장치 등이 포함됩니다.

  • SVMF(Space Vehicle Mock-up Facility): 텍사스 휴스턴의 존슨 우주 센터에 있습니다.SVMF는 ISS, 오리온, 그리고 다른 상업 프로그램들의 실제 크기 모델로 구성되어 있다.SVMF의 목적은 우주비행사들이 우주선에서 그들의 임무에 익숙해질 수 있도록 독특한 시뮬레이션 경험을 제공하는 것입니다.잠재적 훈련 프로젝트에는 비상 준비, 궤도 내 차량 유지보수 및 에어록 작업이 포함됩니다.이 시설은 또한 우주 비행사들에게 [17]임무 지원을 위해 지상팀과 실시간 교신하는 경험을 제공한다.
  • KC-135 Stratotanker: KC-135는 보잉사가 설계한 공기 주입기입니다."무중력 원더" 또는 "보밋 혜성"으로 알려진 이 비행기는 1994년부터 NASA 우주 비행사들에게 감소 또는 초중력 환경을 시뮬레이션하는 역할을 한 가장 유명한 비행기입니다.비행기가 할 수 있는 "롤러코스터" 기동은 약 20초에서 25초 [18]사이의 무중력 상태를 기내 장비뿐만 아니라 사람들에게도 제공한다.
  • Precision Air-Bearing Floor(PABF): 텍사스 휴스턴의 존슨 우주 센터에 있습니다.우주의 미소 중력 환경 때문에, 그 결과로 생기는 마찰 기둥의 부족은 우주 비행사들이 큰 물체를 움직이거나 멈추는 데 어려움을 겪는다.PABF는 압축공기를 이용해 우주 비행사들이 지상 공간에서 마주칠 수 있는 전형적인 하드웨어나 실물 모형을 매달아 놓는 "평탄한 바닥"이다.그것은 우주 비행사들이 [17]큰 물체를 움직이는 법을 배울 수 있도록 마찰이 적은 환경을 시뮬레이션하는 데 사용됩니다.
  • 뉴트럴 부력 연구소: (NBL): 텍사스 주 휴스턴에 있는 존슨 우주 센터에 있습니다.가중치와 부동 효과의 조합을 통해 NBL은 가라앉는 경향과 뜨는 경향 사이의 균형을 만들어 무중력 경험을 시뮬레이션한다.NBL에는 대형 "물탱크"에 우주선의 실물 크기 모델이 여러 개 있습니다.SVMF와 달리, NBL은 우주 비행사들이 정비와 같은 프로젝트에 대해 훈련할 수 있도록 돕지만,[19] 우주선 밖에서는 훈련할 수 없다.

유럽

유럽에서의 우주인 훈련은 독일 쾰른에 본부를 둔 유럽 우주인 센터(EAC)에서 실시합니다.유럽 트레이닝에는 베이직 트레이닝, 어드밴스드 트레이닝, 인크리먼트 스페셜 트레이닝의 3가지 단계가 있습니다.

독일 쾰른의 EAC에 위치한 소유즈 캡슐 시뮬레이터.ESA 우주비행사들은 EAC에서 캡슐 안에서 조작을 시뮬레이션 할 것이다.

ESA가 선정한 모든 우주 비행사에 대해 EAC 본부에서 기본 훈련이 시작됩니다.교육 사이클의 이 섹션에는 16개월 동안 4개의 개별 교육 블록이 있습니다.우주비행사들은 주요 우주 비행 국가들과 그들의 우주 기관들, 그리고 모든 주요 승무원 및 미완료 우주 프로그램에 대한 오리엔테이션을 받게 될 것이다.이 단계에서의 훈련은 우주 분야의 적용 가능한 법과 정책도 살펴봅니다.모든 신규 우주인이 필요한 기본 수준의 지식을 갖추도록 하기 위해 기술(공학, 우주역학, 추진, 궤도역학 등)과 과학(인간의 생리학, 생물학, 지구관측, 천문학 등) 기초가 도입된다.ISS의 운용과 설비에 관한 트레이닝이 행해지고 있습니다.여기에는 승무원 우주 연구실로서의 기능에 필요한 ISS의 모든 주요 운영체제에 대한 소개가 포함됩니다.이 단계에서는 ISS에 서비스를 제공하는 모든 우주선(예: 소유즈, 프로그레스, 자동 이송 차량(ATV), H-II 이송 차량(HTV))에 대한 심층 시스템 작동과 지상 제어 및 발사 시설 교육도 다룹니다.이 훈련 단계에서는 로봇 조작, 랑데부 및 도킹, 러시아어 코스, 인간의 행동과 퍼포먼스, 마지막으로 PADI 오픈워터 스쿠버 다이빙 코스 등의 스킬도 중점적으로 다루고 있습니다.이 스쿠버 코스는 Lyndon B의 대규모 NASA 훈련 시설로 이동하기 전에 ESA의 NBF에서 기본적인 EVA 훈련을 제공합니다. 존슨 우주 센터.

어드밴스드 트레이닝에는, 모든 시스템의 보수와 조작 방법을 학습하는 등, ISS에 대한 보다 상세한 정보가 포함됩니다.이 시간에는 모든 우주인이 ISS에서 과학실험을 할 수 있도록 강화된 과학훈련도 실시된다.이 단계는 완료되기까지 약 1년이 소요되며, EAC뿐만 아니라 ISS 파트너 네트워크 전체에서 트레이닝이 완료됩니다.우주 비행사들은 이 단계가 완료되어야만 우주 비행에 배정된다.

증분별 훈련은 우주비행사가 비행에 배정된 후에만 시작됩니다.이 단계는 18개월 동안 지속되며, 그들이 할당된 임무에 대한 그들의 역할을 준비합니다.이 단계에서는 백업 크루뿐만 아니라 크루도 함께 훈련합니다.ISS에서의 승무원 업무는 우주인의 특별한 경험과 직업적 배경을 고려하여 개별적으로 조정됩니다.모든 온보드 기기에는 3가지 사용자 레벨(사용자 레벨, 오퍼레이터 레벨, 스페셜리스트 레벨)이 있습니다.승무원은 시스템의 스페셜리스트가 될 수 있고, 다른 사람의 오퍼레이터나 유저로서도 할 수 있기 때문에, 트레이닝 프로그램은 개별적으로 커스터마이즈 됩니다.Increment Specific Training(특정 교육 증가)에는 비공칭적인 상황에 대처하기 위한 교육도 포함됩니다.우주 비행사들은 또한 할당된 임무를 위해 특별히 예정된 실험을 실행하는 방법을 배우게 될 것이다.

러시아

가가린 우주인 훈련소 부지

우주인을 위한 훈련은 3단계로 나뉜다.일반 우주 훈련, 그룹 훈련, 승무원 훈련.[20]일반 우주 훈련은 약 2년 동안 진행되며 수업, 생존 훈련, 그리고 우주 비행사가 시험이나 연구 우주비행사가 될지를 결정하는 기말고사로 구성되어 있다.내년은 우주비행사들이 소유즈나 ISS와 전문 기술을 전문으로 하는 그룹 훈련에 전념한다.마지막 단계인 승무원 훈련 단계는 1년 반 동안 지속되며, 상세한 차량 운영 절차, ISS 훈련 및 영어에 전념합니다.

훈련은 주로 유리 가가린 우주인 훈련 센터에서 이루어집니다.이 센터 시설에는 ISS를 포함한 모든 소련과 러시아 주요 우주선의 실물 크기 모형들이 있다.ISS 우주인과 마찬가지로, 우주비행사는 미국, 독일, 일본, 캐나다에서 다양한 ISS 모듈에서 특정 훈련을 받습니다.

일본.

일본의 인간 우주 비행 프로그램은 역사적으로 우주 왕복선 임무를 위해 우주 비행사들을 훈련시키는 데 초점을 맞춰왔다.이와 같이, 훈련은 이전에 NASA의 린든 B에서 이루어졌다.존슨 우주 센터, 그리고 NASA 우주 비행사들과 우주 왕복선 프로그램의 다른 국제적인 참가자들의 우주 센터.

JAXA 우주인 훈련이 이루어지는 츠쿠바 우주센터 밖 H-II 로켓

츠쿠바 우주 센터의 국내 훈련 시설 개발 이후, 일본에서는 훈련이 증가하고 있습니다.일본의 ISS 참가에 수반해, 일본인 우주인의 훈련은, 다른 ISS 파트너와 같은 구조를 따르고 있습니다.우주인은 주로 츠쿠바에서 1.5년간의 기초 훈련을 실시하고, 그 후 츠쿠바 및 ISS 파트너 사이트에서 1.5~2년간의 고등 훈련을 실시합니다.키보 모듈을 포함한 국제 ISS 우주비행사 훈련도 츠쿠바 [21]우주센터에서 실시된다.

고급 트레이닝에 이어 인크리먼트 고유의 트레이닝이 진행되며, 키보 트레이닝은 츠쿠바에서 실시됩니다.키보의 EVA 트레이닝은 무중력 환경 테스트 시스템(WETS)에서 실시되며,[22] WETS는 ISS의 키보 모듈을 실물 크기로 목업한 뉴트럴 부력 설비입니다.츠쿠바 우주센터에는 후보자의 적합성을 평가하기 위한 의료시설, 장기간의 우주 비행의 정신적·정서적 스트레스 요인 일부를 시뮬레이션하는 격리실, 기압 저하 또는 생명 유지 시스템 고장 시나리오 훈련을 위한 저압실도 있다.를 클릭합니다.[23]

중국

선저우(神州) 프로그램 선정 과정에 대한 공식적인 세부 사항은 알려지지 않았지만, 중국 국가우주국이 선발한 후보자는 25세에서 30세 사이여야 하며 최소 800시간의 비행 시간과 학위 수준의 교육을 받아야 한다는 것이 알려져 있다.후보자의 키는 160~172cm,[24] 몸무게는 50~70kg이어야 한다.

중국의 선저우 우주 비행사들에게 훈련은 우주 비행의 기초에 대한 1년간의 교육 프로그램으로 시작된다.이 기간 동안 지원자들은 또한 인간의 생리와 심리학을 소개받는다.2단계 훈련은 약 3년간 진행되며, 공칭 및 비상 모드에서 선저우 차량을 조종하는 광범위한 훈련이 포함됩니다.훈련의 세 번째이자 마지막 단계는 미션별 훈련으로, 약 10개월 동안 지속됩니다.이 훈련 단계 동안, 우주비행사들은 베이징에 있는 중국 우주인 센터에 위치한 중성 부력 시설뿐만 아니라 높은 충실도의 선저우 훈련기에서 훈련을 받습니다.EVA 훈련은 중성부력설비(NBF)에서 보내는 시간과 더불어 고진공 저온 챔버에서 진행되며, 이 챔버는 공간의 환경조건을 시뮬레이션합니다.모든 훈련 단계에서 우주인들은 ACC에 있는 인간 원심분리기에서의 시간,[25] 러시아에서 수행되는 미소 중력 비행 프로그램 등 신체 조절을 받는다.

인도

인도의 인간 우주 비행 프로그램은 여전히 공식적인 진행을 기다리고 있다.임무가 완료되면 소유즈형 궤도선에 탑승한 두 명의 인도인들을 지구 저궤도에 진입시킬 것으로 예상된다.이 우주비행사들을 위한 훈련은 인도의 유일한 우주비행사 윙 커맨더 Rakesh Sharma (Salyut-7 1984 참조)의 훈련과 NASA 및 Roscosmos와의 국제 협력을 통해 얻은 교훈에 기초해야 한다.이것은 인도가 인간의 우주 비행에 대한 풍부한 경험으로부터 통찰력을 얻을 수 있게 해줄 것이다.또한 인도가 인간 우주 비행 프로그램을 개별적으로 진행할 가능성도 있어 인도 우주 연구 기구(ISRO)가 자체 훈련 프로그램을 개발해야 한다.인도는 우주인 훈련을 위해 켐페고우다 국제공항에서 810km 떨어진 곳을 정하고 있다.이 땅은 ISRO 소유입니다.우주인 훈련과 생물의학 기술 센터가 그 위에 세워질 것이다.인도 최초의 남자 선교훈련은 미국이나 러시아에서 실시되지만, 이곳은 향후 훈련에 사용될 수 있다.또한 센터에는 가속 [26]훈련을 위한 방사선 조절, 열 순환 및 원심분리기용 챔버가 있습니다.

장래의 트레이닝

아궤도 우주인 훈련

에콰도르 민간우주국(EXA)

비정부 우주 비행의 1세대 우주비행사들은 궤도 이하의 궤적을 수행할 가능성이 높지만, 현재 Virgin Galactic과 Xcor Aerospace와 같은 회사들은 독점적인 궤도 이하의 우주 비행사 훈련 프로그램을 개발하고 있다.하지만 첫 공식 우주인 훈련 프로그램은 두 정부 기관의 공동 노력이었다.에콰도르 공군과 가가린 우주인 훈련센터는[27] 2005년부터 2007년까지 최대 16개월 동안 진행된 ASA/T(Advanced Suborbital Ashoter Training) 프로그램을 개발했으며, 최대 180km의 궤도를 가진 짧은 임무 동안 지휘와 연구 임무에 초점을 맞췄다.이 프로그램은 [28][29][30]2007년에 에콰도르 시민권자 1명이 졸업했으며, 에콰도르 우주국은 ASA/T 훈련 지원자의 새로운 클래스를 요청했으며[31], EXA에 따르면 그들은 승무원 우주[32] 연구를 수행하기 위해 상업용 준궤도 차량을 대여하는 데 주력할 것이다.

민간 우주인

독일 쾰른에 있는 DLR의 인체 원심분리기는 인체 생리학 테스트에 사용되었습니다.아궤도 비행 중 발생하는 높은 가속도는 참가자가 우주 비행에 적합한지 여부를 결정하기 위해 인간 원심분리기에 대한 테스트 또는 훈련을 필요로 할 수 있다.

앞을 내다보면, 상업적인 우주 관광의 출현은 현재 존재하지 않는 비행 참가자들에 대한 새로운 기준을 필요로 할 것이다.이러한 표준은 안전하고 성공적인 비행을 보장하기 위해 의료 검진이 적절하게 수행되도록 보장하기 위한 것입니다.이 과정은 최고의 개인 비행이 아니라 승객들을 위한 안전한 비행을 보장하는 것이 목표이기 때문에 우주국 우주 비행사들과 다를 것이다.이러한 유형의 여행에서 고려해야 할 주요 사항은 다음과 같습니다.

  • 어떤 유형의 교육이 충분한가?
  • 누가 우주 여행객들을 여행에 적합하다고 여길까요?
  • 새로운 규정은 기존 의료 위원회에 어떻게 적합합니까?
  • 우주 관광객의 위험을 줄이기 위해 어떤 선별 기준을 적용해야 하는가?

상업용 우주 비행에 대한 의료 규제는 항공권을 구입할 수 있는 사람이면 누구나 비행기를 탈 수 있게 하는 것과 반대로 표준 의료 기준을 통과할 수 있는 사람만을 선택함으로써 상업용 우주 회사의 위험을 완화할 수 있다.상업용 우주 비행의 1세대는 상당한 가속 변화를 일으켜 심혈관 및 폐 문제를 일으키는 궤도 이하의 궤적이 될 가능성이 높다.이 때문에 상업적인 우주 비행 참가자들의 미래의 의학적인 기준은 빠르게 변화하는 중력 수준의 해로운 영향과 이를 견딜 수 있는 개인에 특히 초점을 맞출 필요가 있다.

2015년부터 프로젝트 PoSUM 과학자-우주인 지원자들에 의해 추가 생물 우주 비행, 우주선 활동, 우주 비행 운영, 비행 시험 엔지니어링 및 상부 대기권 연구 과정과 함께 과학자-우주인 형성 프로그램의 기초가 수행되었다.[33] [34] 2021년 1월 현재 이 프로그램은 46개국의 회원들을 끌어들여 중간권 역학, 우주복 차림의 인간 성능, 다양한 분야의 미소 중력 연구, 착륙 후 환경에 대한 연구 결과를 발표했다.이 프로그램은 국제우주과학원(International Institute of Astronical Sciences)에 의해 운영되며, 엠브리-리들 항공대학, 파이널 프론티어 디자인 우주복, 서바이벌 시스템스 USA, 캐나다 국립연구협의회, 캐나다 우주국, 미국 수중 강사 협회와도 제휴하고 있다.

우주관광객을 위한 전용 피트니스 트레이닝을 제공하는 최초의 상업기업인 Astrowright Spaceflight Consulting에 의해 시행된 피트니스 트레이닝과 상업용 우주인을 위한 전략에 대한 현재의 연구는 기존의 피트니스 트레이닝이 미세중력에서의 안전한 움직임을 지원하기에 불충분하고, 그리고 감소된 포인트를 이용한 트레이닝은 불충분함을 시사한다.안정성이 [35]강조되어야 한다.

달 또는 화성에서의 장기 임무

가상현실 훈련 중인 우주인

달이나 화성과 같은 장기 임무를 수행하는 우주인들은 여러 가지 임무와 임무를 수행해야 하는데, 이러한 임무에서는 우주인들이 대부분 자율적으로 기능해야 하고 많은 다른 분야에 능숙해야 하기 때문입니다.이런 종류의 임무를 위해, 우주 비행사들을 준비시키기 위한 훈련에는 의사, 과학자, 엔지니어, 기술자, 조종사, 지질학자로서의 훈련이 포함될 것이다.게다가 승무원들이 대부분 [36]고립되어 있는 장기간의 임무의 심리적 측면에 초점을 맞출 것이다.

현재 ISS에서의 6개월간의 임무에는 최대 5년의 우주인 훈련이 필요하다.이 수준의 훈련은 예상되고 미래의 우주 탐사 임무에 더 많이 적용될 것 같다.또한 기내 훈련 측면도 포함될 수 있다.향후 ISS는 장기간의 우주인 훈련 시설로 이용될 가능성이 있다.

우주인 훈련을 위한 강력한 도구는 NASA 익스트림 환경 미션 오퍼레이션(NOAA NEEMO), NASA 사막 연구 및 기술 연구(Desert RAT), 엔비합(계획된 계획), 비행 아날로그 연구 유닛, 하우튼-마르스 프로젝트(ISSH)를 포함한 아날로그 환경을 지속적으로 사용하는 것이다.사실, 니모에서는 총 15명의 우주 비행사들이 미래의 [37]소행성 임무를 위해 훈련을 받았다.가상 현실의 이용은 특히 우주선 외 활동(EVA)과 같은 운영에서 비용 효율적인 방법으로 우주 비행사들을 훈련시키는 수단으로 계속 사용될 것이다.

Robonaut2 온보드

이 임무들은 로봇의 존재 없이는 완전히 독립적이지 않다.이것은 우주 비행사와 로봇 사이의 조화로운 관계를 발전시키기 위해 철저히 이해되고 실천되어야 하는 인간-로봇 상호작용으로 가는 새로운 길을 열어준다.이 로봇들은 우주 비행사들이 차세대 극한 환경 탐험가들의 개인 보조원이 되는 것을 도울 것이다.현재 ISS에는 우주비행사들의 거대한 임무를 사람의 손길로 도와주는 로봇이 있다.장기간의 미션에서는, 문화간 및 인간간 로봇 상호 작용 트레이닝이 시급합니다.

미래의 달 착륙을 위한 훈련 또한 인간의 화성 임무로 발전되어야 한다.이러한 임무가 달에서 1년에서 화성에서 3년까지 지속되기 때문에 승무원 역학, 승무원 규모, 그리고 승무원 활동과 같은 요소들이 중요한 역할을 한다.이러한 임무에 필요한 훈련은 다재다능하고 쉽게 배우고 적응하고 즉흥적으로 할 수 있어야 한다.

화성으로의 여행은 우주 비행사들이 9개월 [38]동안 승무원 캡슐 안에 있어야 할 것이다.그 여정의 단조로움과 고립은 새로운 심리적 문제를 야기한다.승무원 캡슐에서 보내는 긴 시간은 잠수함이나 남극 기지 같은 다른 형태의 독방에 견줄 만하다.고립되고 제한된 환경에 있는 것은 스트레스, 대인관계 갈등, 그리고 다른 행동과 정신적인 [39]문제를 일으킨다.그러나 자연경관과 사랑하는 사람과의 소통은 이러한 효과를 완화시키고 감소시키는 것으로 나타났다.가상현실 환경에서 자연경관과 사회화를 제공하는 '양자생활 향상을 위한 사회적 상호작용 네트워크(ANSABLE)'가 행동건강의 [40]해결책으로 연구되고 있다.

연구원들은 현재의 정신 건강 도구들이 어떻게 조정될 수 있는지 알아보고 있다. 선원들은 긴 [41]임무 동안 고립된, 제한된 환경에서 발생할 스트레스 요인에 직면할 수 있다.국제우주정거장은 승무원들 간의 갈등을 최소화하고 심리적 [42]문제를 해결하기 위해 가상우주정거장으로 알려진 행동 갈등 관리 시스템을 사용한다.이 프로그램에는 우주 비행사들에게 [41]우주에서의 가상 치료 과정을 안내하는 관계 관리, 스트레스, 우울증에 초점을 맞춘 모듈들이 있다.

가상현실 우주인 훈련

역사

가상현실 기술은 1990년대에 처음으로 상업적으로 출시되었습니다.사람들은 그제서야 VR이 우주비행사들을 훈련시키는데 사용될 수 있다는 것을 깨달았다.초기 우주인 훈련용 VR 기어는 우주선 외 활동(EVA) 기간 동안 로봇 팔 조작자와 우주인 간의 커뮤니케이션을 강화하기 위한 것이다.EVA 승무원과 로봇팔 오퍼레이터가 우주선에 [43]탑승하고 있을 때에도 라이브로 함께 할 수 있습니다.또한 NBL(Neutral Buyancy Lab)에 들어가지 않는 일부 오버사이즈 모델을 교체하는 데도 사용됩니다.

1993년, 우주비행사들은 가상현실 훈련 도구인 EVA 훈련과 시뮬레이션을 위한 가상 환경의 인적 요소 측면 연구 (RAVEN)를 통해 허블 우주 망원경에 대한 훈련과 평가를 받았습니다.그러나 RAVEN의 목적은 우주인을 훈련시키는 것이 아니라 가상현실을 이용한 훈련의 효과와 수중 및 기타 [44]설정을 평가하는 것이었다.

수년간 VR 기술이 발전하면서 NASA의 VR Lab용 하드웨어도 크게 개선됐다.디스플레이의 소재와 해상도 모두 [43]리노베이션 중입니다.

  • 1991년: 액정 디스플레이 (LCD) - 320 x 420
  • 1992: 음극선관(CRT) - 1280 x 1024
  • 2005년 : 마이크로 유기발광다이오드(마이크로 OLED) - 800 x 600
  • 2012: LCD - 1280 x 720
  • 2015: OLED - 1920 x 1080

가상현실은 또한 기술 혁신의 역사를 통해 우주 탐험 분야에서 훨씬 더 광범위한 분야에 채택되었습니다.새로운 VR 애플리케이션에는 다음이 포함되지만 [45]이에 한정되는 것은 아닙니다.

  • 미션 플래닝
  • 협업적이고 인터랙티브한 설계
  • 엔지니어링 문제 해결
  • 데이터 모델링
우주비행사 톰 마쉬번(왼쪽)과 데이브 울프가 존슨 우주 센터의 통합 EVA-RMS 가상현실 시뮬레이터 시설에서 우주 유영을 위해 훈련하고 있습니다.

현재의 가상현실 훈련

우주선 외 활동(EVA) 훈련 시설은 압력과 조명 등 우주 조건을 시뮬레이션할 수 있지만 지구의 1-G [46]환경에서는 마이크로-G 환경이 완전히 재구성될 수 없다.EVA 트레이닝에서는 가상현실을 활용하여 트레이닝 프로세스의 몰입도를 높입니다.NASA 존슨 우주 센터에는 우주 비행체 모형 시설(SVMF), 가상 현실 연구소(VRL), 중성 부력 연구소(NBL) 등의 시설이 있다.

SVMF는 부분 중력 시뮬레이터(PGS)와 공기 베어링 바닥(PABF)을 사용하여 무중력 및 뉴턴의 [47]운동 법칙의 효과를 시뮬레이션합니다.비슷한 훈련 시스템은 아폴로호와 제미니호 훈련에서 비롯되었다.가상현실은 유체 빠른 분리 작업, 우주 유영, 궤도선의 열 보호 시스템([47]TPS) 수리 등과 같은 모듈을 훈련하는 동안 우주비행사의 감각을 향상시킵니다.

NASA Virtual Reality Laboratory는 가상현실을 활용하여 Simplified Assistance For EVA Rescue(SAFER)를 심플한 지원으로 보완하고 있습니다.VR 훈련은 헤드셋, 촉각 피드백 장갑, 모션 [48]트래커를 사용하여 국제우주정거장(ISS)의 그래픽 3차원 시뮬레이션을 제공합니다.2018년에는 두 명의 탐험대 55 우주 비행사 리처드 R. 아놀드와 앤드류 포스텔은 가상현실 훈련을 받고 210번째 우주유영을 [49]했다.Virtual Reality Laboratory는 우주 비행사들에게 우주로 발사하기 전에 우주 유영을 위한 몰입형 VR 체험을 제공합니다.이 훈련 과정은 ISS를 복제하는 그래픽 렌더링 프로그램과 우주 비행사가 물체와 상호작용하면서 주변을 시각적으로 탐험할 수 있게 해주는 샬롯 로봇이라고 불리는 장치를 결합한다.샬롯 로봇은 사용자가 장치와 상호작용할 수 있도록 측면에 금속 팔이 부착된 단순한 장치이다.사용자는 중앙 [50]컴퓨터에 신호를 보내는 힘 센서가 있는 촉각 피드백 장갑을 착용합니다.이에 대응하여 중앙 컴퓨터는 케이블의 거미줄을 사용하여 장치를 조작하고 물리학을 [51]통해 우주 공간에서 그것이 어떻게 작용하는지 계산한다.우주에서는 물체가 무중력 상태인 반면,[50][52] 우주 비행사는 우주에서 물체를 잃지 않기 위해 물체의 관성력에 익숙하고 물체가 간단한 움직임에 어떻게 반응할지를 이해해야 한다.교육은 개별적으로 또는 파트너와 함께 완료할 수 있습니다.이것은 우주 비행사들이 미세 중력 환경에서 [51]질량과 관성 모멘트와 상호작용하는 방법을 배울 수 있게 해준다.

NBL(Neutral Buy Laboratory)은 무중력 환경을 시뮬레이션하고 우주에 떠 있는 듯한 느낌을 재현할 수 있는 장점이 있습니다.훈련방법은 세계에서 가장 큰 수영장 중 하나에서 Maintaining the Natural bufficity를 통해 저중력 환경을 구축함으로써 달성된다.우주선 밖 활동이나 우주 유영을 연습하기 위해 사용되는 NBL 수영장은 길이 62미터(202피트), 폭 31미터(102피트), [16]깊이 12미터(40피트)이며 용량은 620만 [53]갤런입니다.수중 헤드마운트 디스플레이 가상현실 헤드셋은 1440년까지 [53]프레임 레이트 60fps, 화면 해상도 1280으로 훈련 중 시각 정보를 제공하기 위해 사용됩니다.수중 VR 훈련 시스템은 VR 애플리케이션의 접근성 때문에 훈련 비용이 절감되고, 우주 비행사들은 할당된 연습 과제를 완료하는 데 필요한 시간이 줄어듭니다.

NASA의 훈련 모듈에도 불구하고, 상업적인 우주 비행 훈련은 또한 훈련 시스템을 개선하기 위해 가상 현실 기술을 사용한다.보잉의 가상현실 팀은 보잉 스타라이너를 위한 훈련 시스템을 개발하여 우주 비행사들이 지구와 ISS 사이를 이동할 수 있도록 훈련시킨다.VR 훈련 시스템은 발사, 우주 진입 및 예기치 않은 [54]위치 착륙과 같은 고속 상황 및 비상 시나리오를 시뮬레이션할 수 있습니다.

가상현실 트레이닝의 장점

시각적 방향 변경은 변화하는 시야와 신호로 인해 [55]물체의 지각이 변화할 때 일어나는 현상이다.이 착시 현상은 중력의 방향성에 대한 우주 비행사의 인식을 바꿔 공간 방향을 잃게 할 것이다.우주비행사들은 시각적 방향 전환을 극복하기 위해 좋은 공간 인식과 방향을 개발해야 한다.예를 들어 기존의 방향감각 훈련에서는 유리 가가린 우주인 훈련센터가 원심분리기를 [6]통해 미소 중력 환경을 시뮬레이션하여 우주인을 훈련시킨다.반면 VR 훈련은 장비가 적게 들어 우주인을 경제적으로 훈련시킬 수 있다.

가상현실 훈련은 비행 시뮬레이터의 콕핏과 같은 혼합현실 상호작용 장치를 활용하면 시뮬레이션 질병을 줄이고 사용자의 [56]움직임을 증가시킬 수 있다.VR 훈련은 기존 훈련에 비해 공간 멀미와 방향감각 장애를 최소화하기 위해 더 나은 성능을 발휘합니다.VR 교육을 받은 우주비행사는 메스꺼움 [12]증상을 53% 감소시키면서 12% 더 빠르게 작업을 수행할 수 있습니다.

VR은 우주인 지상 훈련에 활용되지만 몰입형 기술도 궤도 [57]훈련에 기여한다.VR 헤드마운트 디스플레이는 숙련도 유지 [6][57]훈련의 일환으로 우주인이 신체 건강을 유지할 수 있도록 도와줍니다.게다가, VR 시스템은 승무원의 정신 건강을 보장하기 위해 사용된다.사회적 시나리오의 시뮬레이션은 스트레스를 완화하고 고립 및 제한 환경(ICE)[57]에서 연결성을 확립할 수 있다.

가상현실은 우주 비행사들이 지구를 떠나기 전 국제우주정거장과 같은 우주 환경에 적응하도록 한다.우주인들은 NBL에서 훈련하는 동안 ISS에 익숙해질 수 있지만, 정거장의 일부 구간만 볼 수 있다.우주 비행사들이 우주에서 수행하는 임무에 대비하는 한편, 우주 정거장의 배치를 완전히 이해할 수 있는 것은 아니다.이것이 바로 가상 현실이 중요한 역할을 하는 부분입니다.Virtual Reality Lab은 Dynamic Onboard Ubiquitous Graphics 프로그램(DOUG)으로 알려진 시스템을 사용하여 ISS의 외부(스티커, 유체 라인, 전기 라인 등)를 모델링하여 승무원이 [50]새로운 환경에 적응할 수 있도록 합니다.세세한 부분까지 역의 외관을 초월한 수준입니다.사용자가 우주에 들어가면 '꽃피는 효과'[58]라는 현상이 일어나면서 동공이 팽창하고 하늘이 별들로 가득 찰 때까지 순수한 검은색을 보게 된다.

가상현실 훈련의 단점

가상현실은 우주 비행사들이 우주에서 직면하게 될 낯선 임무에 대비하는 반면, 훈련은 우주 비행사들이 매일 직면하는 심리적, 정서적 스트레스를 재현할 수 없다.이는 가상 작업이 실제 작업과 같은 영향을 미치지 못하고 기술이 폐쇄적인 [59]환경에서 종종 발생하는 폐쇄공포증과 같은 강한 심리적 효과를 낳지 못하기 때문이다.

가상 미소 중력 환경을 활성화하려면 추가 기기 요건으로 인해 비용이 많이 들 수 있습니다.상용화된 가상현실과 달리 NASA가 사용하는 장비는 보조 [41]기술이 필요하기 때문에 대규모로 생산할 수 없다.여러 VR 프로그램들이 뉴트럴 부력 랩이나 가상 현실 랩의 샬롯 로봇과 함께 작동하는데, 이것은 값비싼 시설을 필요로 하며 VR이 [60]최소화할 수 있는 여행 요소를 제거하지 않는다.나사의 샬롯 로봇은 초중력 환경을 시뮬레이션하는 케이블에 의해 제한되며 가상현실 연구소는 단 [50]두 대의 기계만을 보유하고 있다.이 특별한 훈련 시스템에는 NASA에서의 훈련과 중국 [61]우주인 센터의 EVA 가상 시스템에 통합된 가상 글로브 박스 시스템(GVX)이 필요합니다.천에 내장된 센서를 통해 장갑은 착용자가 물체를 잡거나 놓기로 결정했을 때 감지할 수 있지만, 정확한 사용자의 움직임을 가상 [51]프로그램에 통합하기 위해서는 기술이 더 발전해야 한다.이 장갑은 불편하고 제한된 [59]움직임만 포착하는 것으로 보고되었습니다.전신 운동 센서도 훈련에 포함되었고 비용이 많이 들지만 우주인들의 움직임에 반응하여 효과적인 촉각 피드백을 얻기 위해 필요한 경향이 있다.전신센서가 필요 없는 가상현실 프로그램이 개발됐지만 부재 시 사용자가 [59]가상세계와 교류할 수 있는 정도가 줄어든다.

미래.

우주 탐사에서 가상현실 기술의 미래 연구의 주요 초점은 미소 중력 환경을 시뮬레이션하는 방법을 개발하는 것입니다.가상현실(VR)이 우주인 훈련에 활용되기 시작한 이래 목표였지만 작은 진전이 있었다.현재 세팅은 사람의 발에 부착된 번지 로프, 몸에 부착된 스윙, 마지막으로 헤드마운트 VR 디스플레이를 [62][63]사용한다.다만, 이 설정을 사용해 저중력 환경을 시뮬레이트 하는 실험 참가자의 경우, VR의 도움을 받아 우주 공간을 이동하는 느낌만을 느낄 뿐, 실제 우주에서의 무중력 환경과는 다른 체험을 할 수 있습니다.구체적으로는 참가자 자신의 몸무게에 의한 번지 로프의 압력과 그네의 압력은 [62]비현실적이고 불쾌한 느낌을 준다.현재의 기술은 일반 대중이 우주에서 움직이는 것을 경험하기에 충분할지 모르지만, 우주 비행사 훈련 도구로 공식적으로 이용되려면 아직 멀었다.

미소중력을 시뮬레이션하는 이러한 노력은 우주인 훈련을 위한 점점 더 몰입적인 환경을 조성하는 것과 유사한 목적을 제공한다.사실, 이것은 VR 산업 전체의 발전 추세입니다.우리가 상상하고 있는 궁극의 장면 VR 경험은 결국 현실과 가상 사이의 제거로 특징지어질 것이다.

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