大約在60年前，第一批人類從哈薩克斯坦南部的沙漠和佛羅里達州的大西洋海岸飛入太空。 從那時起，人類就開始學習有關離開地球的知識。
2013年，兩名航天員盧卡·帕米塔諾和克里斯·卡西迪正在國際空間站的外面進行太空行走，他們的任務是對空間站進行例行維護。當時帕米塔諾注意到頭盔中積聚了液體。這位意大利宇航員在電台上說：“感覺就像很多水一樣。”
帕米塔諾的頭盔
這是一個令人擔憂的發現，因為在微重力作用下，水可能會漂浮在他的臉上，甚至可能淹死他。儘管宇航員本人沒有覺察到，但這一現象說明帕米塔諾的太空服的一個冷卻水循環系統中存在堵塞，而這導致冷卻水洩漏到了與他的頭盔相連的通風系統中。
“當太陽下山時，水流到我的眼睛，耳朵，鼻子上，在黑暗中矇住了我的眼睛，”帕米塔諾回憶說。當時帕米塔諾只能通過他的嘴呼吸，在空間站外的把手上摸索著，拉著他的安全繩系回艙。水淹沒了他的麥克風，切斷了他與休斯敦或卡西迪說話的能力。當他到達氣閘時，工作人員將他帶入室內，迅速脫下頭盔，並用毛巾把水吸乾。
帕米塔諾
“我花了大約七分鐘才回來，”帕米塔諾說，“儘管看起來好像不是很長時間，但是對於我來說，這似乎是很長的時間。”
為了處理太空中的緊急情況，宇航員需要在巨大的精神壓力下保持冷靜和快速反應。“你可以想出一個完美的計畫，”前意大利空軍飛行員帕米塔諾說，“然後你可以放心，你將執行一個不同的計畫。”
此外為了承受航天飛行的壓力，宇航員還需要處於最佳的身體狀態。當美國和蘇聯開始考慮將人送入太空時，這些特性成為最重要的因素。研究人員不得不在歷史上第一次回答一個問題：怎樣才能成為一名優秀的宇航員？
1959年水星計畫中的7名宇航員
隨著航天技術的發展，其他的一些技能——比如學科知識——也被列入宇航員的資格審查清單中。但隨著美國文化的改變，太空飛行的機會也向更多人開放。
今天，人類計畫返回月球並最終前往火星，將探索的範圍推向整個太陽系。 參加這些旅行的宇航員將與之前的宇航員有一些相同的特徵，但新一代也將受益於人類六十多年來積累的太空飛行知識。 為了在太空或在其他星球上長期生活和工作，這些星際水手將需要各種力量和專業知識。
軍事飛行員
在20世紀50年代，當美國和俄羅斯的太空計畫審查候選人時，他們只需要能夠忍受飛行的人。那時候，人們對人體在太空中的反應知之甚少。 美國國家航空航天局（NASA）在最初挑選宇航員的時候，幾乎包括了任何身高低於5英呎11英吋並且曾從事過危險而艱苦的運動（如水肺潛水或登山）的人。但隨著德懷特·艾森豪威爾總統的介入，NASA決定將目標定為軍事試飛員。
史密森尼國家航空航天博物館歷史部主任瑪格麗特·韋特坎普說：“作為一名軍人，艾森豪威爾對軍隊的評估和晉陞過程有著深刻的理解和尊重。”軍人意味著紀律嚴明，忠於國家，並在必要時願意犧牲自己的生命。
尤里·加加林（左）與艾倫·謝潑德
蘇聯對宇航員的最初選擇與美國略有不同。蘇聯首批宇航員的平均年齡比美國年輕10歲左右，經驗和飛行時間也較少。第一名太空人尤里·加加林環繞地球飛行時只有27歲，而太空中的第一個美國人艾倫·謝潑德首次飛行時已經37歲了。
“他們是新手，”福特漢姆大學歷史學教授阿西夫·西迪奇說，他是第一批宇航員。“太空計畫會塑造他們。”
科學家宇航員
隨著美國和前蘇聯積累了越來越多的載人太空飛行的經驗，他們開始嘗試更複雜的任務，比如在軌道上對接和將宇航員送出飛船。西迪基說，在宇航員選拔過程中，兩個國家的太空計畫都更加重視工程教育。蘇聯的計畫提高了對飛行時間的要求，這使得蘇聯的第二批宇航員比第一批更老，更有經驗。
巴茲·奧爾德林
巴茲·奧爾德林於1963年被選為NASA的第三批宇航員，他是第一個獲得MIT航天博士學位的人。即便如此，在1969年至1972年的阿波羅登月期間，成為宇航員的資格基本保持不變，人選主要集中在飛行員中。
而從1965年開始，科學家們成為NASA第四批宇航員的一部分，但他們中只有一個人最終登上了月球，這就是地質學家哈里森·“傑克”·施密特，他參與了最後一次人類登月飛行，阿波羅17號。
哈里森·“傑克”·施密特
喬治華盛頓大學的航天歷史學家、名譽教授約翰·洛格斯登說：“我認為，如果由NASA來決定，他們就不會這麼做。”“來自科學界的外部壓力如此之大，以至於NASA覺得有義務讓至少一位科學家被選為宇航員上天。”
施密特曾幫助訓練其他宇航員識別月球的地質特徵，這也讓他最終有機會在1972年親自檢查月球表面。在那裡他發現了由35億年前火山爆發形成的橙色土壤，其中含有火山玻璃。施密特是幸運的，因為大多數科學家宇航員必須等到美國部署了空間站後才實現了太空夢。
施密特在月面
太空實驗室
三名宇航員曾在1973年發射的太空實驗室中停留了大約24周，首批機組人員包括一位運動醫生約瑟夫·克爾溫。在這個28天的太空任務中——這是迄今為止時間最長的一次任務——克爾溫對機組人員的身體狀況進行了監控。他發現他們都能夠保持健康，但體重和肌肉有所下降。這些發現促使NASA為未來的宇航員增加卡路里的攝入量和運動時間。
太空實驗室2號任務的指揮官康拉德正在接受克爾溫的檢查
在太空實驗室3號和4號，以及另外兩項載人空間站任務中，延長的太空飛行帶給宇航員的更多壓力開始顯現。NASA約翰遜航天中心前主任、萊斯大學貝克研究所太空政策高級研究員喬治·艾比說：“這些早期的任務實際上是在更多地瞭解在零重力環境中，持續時間較長的任務對人體的影響。”“這是一次學習經驗。”
太空實驗室4號
包括第一位電氣工程師和物理學家在內的機組人員繼續進行微重力的醫療實驗。其中有“太空病”，一種由於在太空中漂浮時看到但沒有感覺到運動引起的；還有由積液引起的“浮腫的面部綜合症”。
在這個時期，蘇聯人正在禮炮空間站上學習有關長期太空飛行的類似課程。美蘇兩國正加倍努力研究長期在太空中停留對人體生理和心理影響。研究人員還對宇航員在極端環境下的生存訓練進行了研究，這些環境包括內華達州的沙漠和俄羅斯星城外的冬季森林。
蘇聯禮炮空間站
星際開拓者
在阿波羅計畫和太空實驗室計畫期間，女性仍然被排除在NASA宇航員隊伍之外。而在蘇聯，1963年第一位女宇航員瓦倫蒂娜·捷列什科娃參加了蘇聯的第六次載人航天飛行，在太空中呆了近3天，繞地球飛行了48圈。
第一位女宇航員瓦倫蒂娜·捷列什科娃
魏特坎普說：“在蘇聯，二戰期間有很多人喪生，所以有更多的女性擔任專業職務。”“你會發現，有女性參與航天是一種興趣，因為它實現了在公共關係和國際外交上證明她們可以。然後你就會發現，人們對讓女性平等參與航天項目沒有任何持續的興趣。”
魏特坎普說，要求宇航員有試飛員經驗的規定有效地阻止了女性參加NASA的飛行任務，因為當時女性不允許在軍隊中成為噴氣機飛行員。儘管曾有一組美國女性接受了測試和訓練，證明了她們在太空飛行中可以和男人一樣出色，甚至在心肺和視力測試中取得了比男性更好的成績，但她們從未得到飛行的機會。
對宇航員的選拔，以及早期的一些偏見，與美國和前蘇聯領導人想要塑造的理想公民有關。他們明白宇航員將成為自己國家的全球代表，比如加加林是西迪奇所說的“經典蘇聯人”：他是“蘇聯人，在農場長大，經歷了二戰，接受了教育”，後來參軍。同樣，前7名美國宇航員都是“受過大學教育、已婚並有孩子的白人男性，”魏特坎普說。
這個模式在太空實驗室的任務中一直保持不變。阿比說：“人員的真正變化出現在航天飛機的準備階段。”
航天飛機
航天飛機是一種全新設計的，能夠在跑道上著陸並再次飛行的航天器。而隨著它的啟用，NASA將需要更多的具有更廣泛技能的機組人員參與飛行。這艘122英呎長的飛船與以往發射的任何航天器都不一樣：它一次可以攜帶2至8人，在太空中停留數週，部署衛星，主持大型實驗，並實現與空間站的對接。
阿比負責航天飛機時代宇航員的選拔、訓練和飛行任務，她說：“我們要找的是有良好工程和科學背景的人，要能在高壓力環境中表現出色，能與團隊成員融洽共事。”“這就大大開放了……我們也能夠讓更多的女性和少數族裔加入進來，他們具有我們尋找的背景。”
1978年NASA選出的將要駕駛航天飛機的35名宇航員
1978年NASA的宇航員人數是迄今為止最多的：包括第一批女性、非洲裔美國人和亞裔美國人在內的共計35人。除了飛行員宇航員，NASA開始派遣“任務專家”執行科學或工程任務。到第9次航天飛機飛行時，“有效載荷專家”也參與了航天飛行，負責一項實驗或一件設備。
1983年，第一位進入太空的美國女性薩莉·萊德進行了第七次航天飛機飛行，這是一次為期六天的部署多顆衛星的任務。接下來的一次航天飛機飛行任務包括了第一位非洲裔NASA宇航員吉恩·布魯福德，他隨後又三次返回太空。更多的女性和有色人種緊隨其後，因為當時NASA正在內部進行增加勞動力多樣性的努力——尤其是在阿拉巴馬州馬歇爾航天飛行中心的最初階段——這也反映了美國在民權方面的進步。
薩莉·萊德
艾比說，1978年建立的航天飛機宇航員模式貫穿了整個項目。航天飛機執行了包括修復太空中故障衛星，以及哈勃太空望遠鏡的任務。這是第一次執行這種修復任務，需要有經驗的宇航員進行長時間艱苦的太空行走。航天飛機還攜帶了歐洲航天局建造的名為“空間實驗室”的科學模塊。這種軌道實驗室可以為宇航員提供了一個平台來進行物理、天文學、材料科學、地球觀測等方面的微重力實驗。
普通公民上太空
隨著NASA在近地軌道獲得信心，另一種新型宇航員出現了：普通公民。政治家們首先做出了嘗試：猶他州參議員傑克·加恩和佛羅里達州國會議員比爾·尼爾森分別在1985年和1986年乘坐了航天飛機。
佛羅里達州國會議員比爾·尼爾森
“我想，他們這麼做是出於自己的原因，”艾比說，“他們”指的是NASA總部。“國會議員納爾遜和參議員加恩參與了對NASA活動的監督。所以，在某種意義上，我想這給了他們個人經歷，讓他們知道NASA正在做什麼，以及如何做。”
尼爾森的飛行結束後，一位真正的普通民眾被安排作為航天飛機的有效載荷專家參與飛行：克里斯塔·麥考利夫，一位來自新罕布什爾州的教師。但1986年1月，挑戰者號航天飛機在發射過程中解體，麥考利夫和其他7名機組人員遇難。
克里斯塔·麥考利夫
這場災難提前結束了公民太空計畫。本來第二個將進入太空的公民是一名記者，很可能是哥倫比亞廣播公司晚間新聞的主播沃爾特·克朗凱特。但在挑戰者號失事後，NASA又恢復了只選擇職業宇航員參加飛行的做法。
下一代空間站
在美國發射航天飛機的時候，蘇聯的太空計畫則著重於繼續發展軌道站。它在禮炮6號和7號上取得了重大進展，分別在軌683和816天。這項工作直接導致了蘇聯/俄羅斯太空計畫的成功之一：和平號空間站的建立。
“和平號是一個多模塊的，有點像空間站的怪物，”西迪奇說。“1989年，他們在和平號上開始了人類在太空的永久存在，他們讓和平號連續10年處於太空中。”
和平號空間站
然而，並非所有事情都進展順利。1997年，在測試一種新的遙控對接系統時，一艘巴士大小的貨運飛船撞上了和平號空間站的一些太陽能電池板，並破壞了空間站七個模塊中的一個。兩名宇航員和一名NASA宇航員切斷了與破裂的太空艙的連接，並將其密封。後來，其中兩名宇航員穿著宇航服冒險進入減壓的太空艙進行維修。
儘管這類事件有時會使美國和蘇聯解體後的俄羅斯之間的合作變得緊張，但它們對建立國際太空夥伴關係至關重要。“雙方必須合作。他們必須透明，你知道，你必須分享出問題所在。”西迪奇說。這種開放的一部分包括宇航員瞭解其他國家的文化。從1975年阿波羅-聯盟號對接任務開始，蘇聯宇航員們就在美國生活和訓練，而NASA的宇航員也在蘇聯/俄羅斯做同樣的事情。
魏特坎普說：“他們可以用母語相互交流，這一點在航天器中非常重要。”“他們經常要求宇航員做的一件事是說他們不太熟悉的語言，因為你不太可能做出假設。”
美國和俄羅斯也從其他國家徵集宇航員，如英國、法國、德國、波蘭、匈牙利、墨西哥、加拿大和印度。世界各地萌芽中的太空計畫都開始為研究和硬件做出貢獻，隨著1998年俄羅斯“曙光號”太空艙的發射，下一個偉大的空間站已經開始建設。
10月底，國際空間站將慶祝人類連續居住20週年。國際空間站每90分鐘繞地球一圈，已經接待了來自19個國家的240名宇航員，它常常被視為一種國際合作的勝利。從天文學、物理學到植物學和醫學，成千上萬的實驗已經在軌道上進行。
中國宇航員
進入21世紀，人類太空飛行也迎來了一個新的國家：中國。撰寫中國太空計畫的歷史學家、作家哈維說，上世紀90年代，蘇聯解體後與俄羅斯關係的改善幫助了中國的太空計畫。“中國能夠從蘇聯/俄羅斯建立聯盟號的經驗中受益”，可以通過向俄羅斯派遣教練進行人員培訓，並從俄羅斯的太空計畫中購買技術。
2003年，楊利偉成為第一個進入太空的中國公民。由於中國沒有陷入太空競賽，中國能夠採取緩慢而有條理的方式進行載人航天飛行實驗，在實施對接等操作前進行充分的研究。
在航天員方面，中國遵循了標準模式，首先從一批軍用飛行員中進行選拔。但是中國也吸取了美國太空計畫中的一些教訓。像美國一樣，中國現在正計畫把人送上月球，並開始將目光也放在了火星。
21世紀的航天
NASA的阿爾特彌斯計畫旨在月球表面建立長期的人類研究站。像這種長期任務，在選擇宇航員宇航員時，孤立的心理影響和團隊合作的動力將是更加重要的考慮因素。
隨著太空機構將注意力轉向科學研究目標，比如在月球遠端建立射電望遠鏡以觀察早期宇宙，或者在行星體中搜尋生命跡象，宇航員的資格可能會繼續發展。美國國家航空航天局還承諾，女性將成為美國重返月球表面的第一人。
澤娜·卡德曼
澤娜·卡德曼在2017年被選為宇航員候選人，這使她有可能成為登上月球的宇航員。在成為宇航員之前，她的職業是研究極端環境中的微生物。
“這份工作中我最喜歡的部分就是每個人都能學到一切，”卡德曼說，她一直在NASA的中性浮力實驗室裡接受噴氣機訓練，並在水下進行模擬月球行走。艾比認為，對於任何宇航員來說，最重要的素質之一就是“願意參與除了他們自己特定的學科之外的其他學科”。
除了宇航員的個人素質，世界還面臨著一個哲學問題，即誰應該去太空探險。私人公司將開始為NASA發射宇航員，很快任何有足夠錢的人都能買到一張太空船票。
NASA肯尼迪航天中心前副主任、平等就業機會委員會的早期成員詹姆斯·詹寧斯說，如果要實現人類在其他世界繼續生活和工作的願景，我們需要一項太空計畫，讓孩子（尤其是貧困地區的孩子）接受STEM學科的訓練。未來，讓年輕人接觸空間科學可能將成為NASA和其他航天機構成功的關鍵。要想以一種有意義的方式超越地球，這個世界將需要它所能得到的所有人才。
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