技术交流载人深空探测中的航天心理学_【星际航行】

航天员身心健康对深空探测任务的顺利完成会起到不可估量的作用，在工程技术水平等硬实力飞速发展的今天，诸如航天心理学、文化效应之类的软实力也理应受到足够的重视。对于漫长而枯燥的深空探测任务，保证航天员的心理健康这一任务更显得尤为重要。...

　2016年星际航行团队在中国空间技术研究院神舟学院开设的《深空探测技术导论》一课已经圆满结束了，来自五院及其它院各单位的共计71名硕士和博士选修了这门课。为人师者最大的满足感和成就感，就是能看到同学们开始结合自己的专业主动思考，载人深空探测工程将是人类文明史和航天技术史上的一道饕餮大餐，国家的战略性科技工程必将由富有开拓创新精神的一代人来完成。我很欣赏同学们的深度思考，也欢迎更多的勇士们加入到星际航行战队中！

————果琳丽

20160510

载人深空探测中的航天员心理学

2016年5月课程大作业

孙言

五院529厂硕士研究生

摘要：航天员作为载人深空探测中的最重要的一个环节，其身心健康对深空探测任务的顺利完成会起到不可估量的作用。在工程技术水平等硬实力飞速发展的今天，诸如航天心理学、文化效应之类的软实力也理应受到足够的重视。对于漫长而枯燥的深空探测任务，保证航天员的心理健康这一任务更显得尤为重要。

关键词：航天心理学；深空探测；心理学研究；心理学测评

1.引言

航天心理学是研究人在宇宙飞行、停留、生活、工作时的各种心理现象的科学，是航天医学的分支。人类产生心理活动的器官是大脑，而周围环境因素的刺激则是产生心理活动的客观依据，宇宙航行时宇航员的环境与地球上所处的环境截然不同。即使是模拟地球环境的密封舱内的微小环境也和长期生活的地球环境有很大差别。因此，宇航员必将产生不同的心理反应。例如，加速、减速、失重等状态会对定向力产生影响，进而产生心理上的烦躁、不安、恐惧;压力的改变、失重等因素会影响听力。当飞船发射时的巨响在密封舱内共鸣，产生巨大的噪声，影响宇航员的心理，产生头晕、注意力减退、错视、错听、动作失误、记忆力减退、不快感、焦躁、易怒、冲动、不安、逐渐疲劳等。当平稳飞行时，静寂无音及狭小的活动天地又会导致宇航员心理压抑感、孤独感、单调乏味、思睡等。长期生活在宇宙空间，特殊的生活环境与方式，人际交往的局限与贫乏、活动内容的单一与枯燥乏味等亦会产生不良心理反应。航天时，宇航员的知觉、记忆、情感、思维、判断、兴趣、习惯等各方面都会有所改变。目前，对航天心理问题研究较多。重点研究各种心理改变的原因、机制、治疗、矫正及预防方面。同时也在研究如何改善宇航员的周围环境，使其尽量接近地球的环境，以便最小限度地产生不良心理反应。

2.航天员心理早期研究

早在20世纪80年代中期，俄罗斯空间生物医学问题专家。OlegGazenko就指出，“限制人类探索太空的不是医学，而是心理学”。作为载人深空探测方面的先行者，美国和苏联都等很重视航天心理学方面的研究,从心理学角度选拔和训练航天员,从心理学观点出发对航天工程提出要求。俄罗斯航天局和美国航天局通过对在轨飞行航天员的数据分析研究表明，心理问题是长期载人飞行中关系到任务成功与否的一个关键因素航，航天员需要长时间在密闭、隔离条件下经受不同的心理考验。目前有越来越多关于长期飞行中心理问题的研究，以及类似空间飞行的地面实验中相关心理问题的研究，如极地越冬、沙漠生存、洞穴试验等。前期的MARS500试验和NEEMO试验为我们研究长期密闭隔离条件下乘组成员的精神行为特点以及情绪、认知能力的变化提供了有益的借鉴。

早在1980年左右苏联就提出了利用了一系列积分方法。通过对各种指标的现有值与对照值之间的差异进行二次求合法,对航天员的心理紧张程度进行定量评定.这些指标包括心电、脑电、皮肤电流反应.呼吸频率和心脏收缩频率.通过对被操作工程系统状态的熵特性进行分析来评定航天员的操作活动品质.苏联专家和其他国家的专家共同研制了一系列的小型舱上用仪器.用这些仪器对航天员在急性失重适应期的高级心理学功能和操作活动质量进行了研究。采用的许多自动化综合方法,是根据当时计算手段和程序保证来实现各种研究其中包括借助于心理语音学语言特征分析自动方法实现信息的非连接性获取和处理,研究心理活动基础的诱发电位法,研究操作者的有效记忆、注意力思维和其他高级心理学功能以测定其工作能力来研究个体特征,在对脑电进行模拟-数字滤波的基础上研究睡眠的时相结构,对心电、脑电、皮肤电等电生理指标进行印刷记录。

而NASA也1988年公布了其在航天心理学方面的研究计划，包括四项任务:

1.识知能力和应激:目的在于探讨处于令人恐惧情况下的识知能力的性质;确定减轻恐惧的能力和预计应激下所评价的其他恐惧病症的关系。NASA正试图研制一种预报的方法,用以区别哪些人的工作能力可能降低,或保持不变,甚至提高。

2.工作能力的决定因素:此任务的目的是发展航天员的选拔和训练,以及空间站乘员组的组织管理技术。研究的焦点是最大限度地提高航天员的工作能力和适应能力。

3.小组行为的相互作用:研究二人以上机组在程序支配下的程控环境中的工作能力。

4.人的工作能力分析方法学:长远目标是研究航天飞机的失重、心理负荷和危险环境等因素对人的认识和感知过程影响的非损伤测量方法。近期目标是发展利用诱发反应评价人在航天飞行中的工作能力的测试设备和方法。

3.长期空间飞行中心理问题来源

从宏观角度来看，关于长期飞行中航天员产生的心理问题的研究主要有以下三类：（1)个体心理问题：研究长期飞行中影响航天员飞行中相容性、能力、满意度及工作效率的心理特征及其变化规律;多种复杂的行为因素如何影响个体的行为;（2)人际关系问题：长期飞行中的人际关系问题较短期飞行更加复杂,包括乘组成员之间的关系、个人与集体之间关系、乘组人员与地面保障人员的关系等,应针对该问题进行系统地观察和研究;（3)社会心理学问题：研究种族、文化、性、道德以及其他社会因素对小集体及个体的影响,包括密闭空间及个人空间对个体心理特征的影响;多重文化差别对航天员心理及行为的影响;混合性别因素对长期飞行小群体的社会心理学影响等。

长期飞行中航天员的心理问题主要来自以下4点：

（1）航天员个体的性格与情绪：不同人有着不同的性格，这是在出生和成长过程中逐渐养成的。即便是在选拔和培训航天员的过程中进行了大量的心理测试和培训，在漫长的飞行任务中产生消极的情绪仍是不可控制的。由于情绪低落导致工作能力下降，与乘组人员和地面人员的矛盾而给航天任务带来重大影响，这是有待深入完善的领域。

（2）应激反应：诱发航天员心理问题的应激源分为四类：物理应激源、生理应激源、心理应激源和人际交往应激源。在长期的空间飞行任务中，除了要耐受失重、噪音、空间辐射等恶劣环境，航天员还必须在狭小的空间承受长时间与家人、朋友的分离，忍受延时、失真甚至是被阻断的通信。个人隐私无法保障，即使不考虑工作负荷，每天重复执行枯燥的操作任务也容易引起强烈的厌烦与疲劳感，从而影响情绪、工作状态和睡眠质量。更重要的是，在太空中生存每时每刻都会遇到难以预想的危险，航天员在潜意识中时刻要为自己的生命安全担忧。在这样的压力下，某些应激反应会诱发强烈的心理问题。

（3）睡眠与生物节律、认知功能：由于失重带来的生理上的不适引起的难以入睡，或有紧张、兴奋等情绪带来的心理性失眠，以及人体生物节律的改变等因素容易导致宇航员疲劳、失眠、注意力下降，进而引起情绪的不稳定。而由于空间环境的诸多因素导致大脑功能的改变，航天员的认知能力出现下降，影响其操作判断能力和工作表现，也会产生一系列心理问题，同时心理的负面影响也会反馈到生理上产生恶性循环。

（4）人际关系的影响：这包括了乘组成员之间的人际关系和乘组成员与外界的人际关系。人作为社会性的生物不可避免的要与他人有沟通交流。而深空探测往往是团队进行，不同成员之间的个体差异在密闭狭小的空间内、枯燥和漫长的时间轴里容易得到放大。如何做好团队建设、提高团队凝聚力，促进团队氛围和谐是一个重要的问题。而当乘组人员情绪积累到一定程度、最有可能同地面指挥人员发生冲突，出现不听指令、不安计划执行的现象，因此如何协调乘组人员与地面指挥人员的关系也需要引起足够的重视。

4.长期空间飞行中心理评估的技术和研究方法

（1）纸质问卷：空间飞行任务中的实验条件有严格的限制，进行心理测试与研究所采用设备的体积、重量、研制及运输成本等都要予以充分考虑。纸质心理问卷可能是最为常见的一种评估研究方式，例如心理状态量表(Profile of Mood State, POMS)和积极消极情感量表(Positive Affect and Negative Affect Scale, PANAS)。简易、便捷是心理问卷的优点，但对小样本的乘组而言，填写大量的问卷会引起厌烦和回避，造成测量结果失真。

（2）监控视频：监控视频的记录是对任务过程中乘员表现的真实回顾，但对于这一方法目前尚有两种顾虑,一是乘员的隐私受到侵犯，容易引发伦理问题和与地面控制人员之间的冲突;二是目前缺乏一种公认的、可靠的技术手段来从视频记录中提取、分析有价值的信息，如面孔和声音所表达的情感等。MARS500试验中对乘组的视频监控只有图像记录而无声音记录，其目的就是为了保护乘员的隐私。

（3）计算机测试：目前航天飞行环境中多以计算机作为平台对乘组成员进行认知能力和心理状态的测评，常见的有操作评估工作站（PAWS）、视窗航天飞行神经认知功能测评工具（Win-SCAT）、迷你快速认知评估测试（MRAB）、精神运动警觉性测试（PVT）、情绪图片测试等（IAPS）。其中PAWS和Win-SCAT已经较为成熟，前者耗时20分钟，包括了6个认知测验和2个形容词表测验，可以评估测试个体的注意、记忆、眼手协调能力、空间定向能力、心算能力等。后者耗时10-15分钟，包括了词语记忆、心算、注意维持、空间图形和空间记忆共5项内容。PAWS和Win-SCAT作为可信度较高的测量研究方法已经被应用到航天任务当中。

（4）虚拟现实技术：NASA的虚拟空间站(Virtual Space Station)和ESA的地球生活状态(Earth Well-being),用电子技术在视觉和听觉上虚拟出空间站和地球的生活景象，在任务前评价个体的心理状态，在任务过程中利用这一技术进行自我评价从而寻找问题。也有一些研究应用了特定频谱的灯光，来促进空间环境内生物节律的适应和调节。然而到目前为止，此类技术的可靠性和一致性尚有不少争议，仍然只是一种研究性的方法手段。

5．长期飞行中心理健康问题解决方案

为确保人员健康，需要研制一套覆盖飞行前、中、后期，考虑程序、环境、个体、乘组及其家庭、地面支持人员等各影响环节的综合防护方案，发展人员心理健康状态在轨自测技术，建立地面支持与在轨自主心理调节与治疗有机结合的长期飞行人员多元化综合心理保障系统，维持长期飞行心理状态健康、稳定，提高突发应急事件时的人员心理决策能力。心理健康保障可以从以下几点入手。

（1）航天员的选拔与训练：航天员的选拔与训练在航天任务中是至关重要的，将心理与精神状态、人格因素作为心理选拔的重要考虑内容，包括以DSM或ICD的疾病分类方法为依据的精神病史调查,人际基本关系导向行为测试(FIRO-B),以及个人性格调查(PCI),大五人格测查(NEO-FFI)等。而训练过程应该更加侧重在模拟空间环境、极端环境、操作状态下的训练。

（2）航天任务中的检测与保障：太空中的心理维护形式多种多样，可以包括

广播、电视等信息传播，阅读，音/视频欣赏，与家人通话或视频交流，乘组组织游戏、乐器演奏等娱乐休闲活动。借助计算机辅助检测等手段随时检测乘组人员的心理状态，同时地面成立专家组，若出现心理失控现象，应由专家组会诊给出专业治疗方案。若条件准许，也可在乘组人员内配备职业医师甚至是心理医师，以便随时处理突发情况，也应注重加强航天员的自我心理诊断和心理调节能力。

（3）航天任务结束后：当航天员结束长期月球基地工作任务返回地球之后，地面必须积极组织其社会心理恢复工作，使航天员逐渐获得他们作为社会和家庭成员的心理状态，并积极协助其解决可能出现的婚姻、家庭等棘手的矛盾，缓解他们可能面临的心理异常。

除了继续从乘组选拔和组成、乘员和地面关键人员的心理训练、适居性、心理干预与支持以及飞行后心理保障等各个方面入手,作好心理保障工作外,还应从以下几个方面加强研究。

（1）在乘组构成上从领导力、内聚力、合作性及互补性等方面研究不同任务特点、不同个体特点条件下构建最佳乘组的方法。

（2）在适居性上研究长期航天中的适居性设计原则,从人体测量学、时间生物学、生理学、心理学和社会学等方面,对长期航天的舱室居住空间大小、色调、照明、隐私、工作和生活用具尺寸、色彩、数量和形状、人际关系以及人群的休息和娱乐等进行研究和设计。

（3）在心理干预和心理支持措施上丰富长期飞行的心理干预和心理支持措施,研究针对不同飞行阶段不同心理活动特征的心理问题干预方法和心理支持措施。

6.结语与展望

近年来,随着载人飞船、出舱活动、手动交会对接等载人航天任务的完成,登月计划和火星探测也逐渐摆上日程,中国航天事业稳步、快速发展。随着任务时程、复杂性的增加,航天员所面临的心理、生理和环境挑战也日益增多,大量关于航天心理问题的研究也亟待展开。而我国目前对航天心理学方面的研究还不是很完善，国际常用的心理测评软件系统由于中外语言的差异也不是很适用于我国。因此未来需要加强航天员心理选拔与心理训练有关的理论的研究、长期飞行任务中航天员情绪变化的研究、心理检测技术手段的开发、飞行中及飞行结束后心理问题解决方案等方面的研究。总而言之,航天心理学的相关研究对保障航天员身心健康和任务完成有着重要意义,一方面可以为促进航天员更好的适应太空环境、处理相关心理问题提供策略,另一方面也可以为改善任务安排、设计符合认知规律的航天器提供依据。虽然现有研究还未形成系统科学的理论框架,但可以预期随着研究的深入,航天心理学的成果将对人类探索太空产生深远的影响。

参考文献

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[3]王跃，陈善广长期空间飞行任务中航天员出现的心理问题[J] 太空心理

[4]张其吉，白延强航天心理学 [M] 北京国防工业出版社 2011

[5]王金华航天心理学鉴定方法 [J]航天医学与医学工程 1989.2