今年5月30日，我國神舟十六號乘組成功入駐“天宮”。三個“上天”的航天員中，景海鵬、和朱楊柱都是職業(yè)宇航員，唯有桂海潮的身份是載荷專家。他這個載荷專家到底是干什么？能由航天員代替嗎？
什么是載荷？
載荷，讀音為zài hè 。指的是使結構或構件產生內力和變形的外力及其它因素，或者說是物體所攜帶或承受的負荷、重量或壓力。在不同的領域，載荷有不同的含義。
比如工程和建筑領域，載荷指的是施加在結構物上的力或重量。它可以是靜態(tài)載荷（如自身重量）或動態(tài)載荷（如風力或地震力）。設計工程師需要考慮這些載荷來確保結構物的安全性和穩(wěn)定性。
而在計算機科學領域，載荷通常指的是數(shù)據(jù)或信息，即在網絡、存儲設備或處理器上傳輸、存儲或處理的內容。例如，網絡包的載荷是指傳輸?shù)臄?shù)據(jù)部分，與頭部信息（如源地址和目標地址）相對應。
在航空航天領域，載荷的含義有不同，它通常是指飛行器所攜帶的貨物、燃料或科學實驗設備等。這些載荷對于飛行器的設計、燃料消耗以及飛行性能都具有重要影響。那么載荷專家是干什么呢？難道是計算飛行器載荷的專家嗎？載荷專家可沒這么簡單。
何為載荷專家？
隨著空間科學技術活動的深入，空間科技活動越來越專門化。職業(yè)航天員大都是飛行員或試飛員出身，他們身強體壯能適應太空環(huán)境，但在科學技術方面的專業(yè)水平與能力不足，難以勝任這些科學技術工作，于是載荷專家應運而生。
載荷專家是在航天任務中負責執(zhí)行特定載荷相關任務的專業(yè)人士。簡單來說，載荷是指搭載在航天器上，用于開展科學研究、技術驗證或其他任務的設備、實驗儀器、衛(wèi)星等。而載荷專家就負責使用這些設備。
在航天任務中，載荷專家通常是由科學家、工程師或其他相關領域的專業(yè)人員組成。他們的主要職責是確保載荷的安全運行、收集數(shù)據(jù)、進行實驗操作以及分析結果。載荷專家可能需要參與整個任務的規(guī)劃和設計，并在任務執(zhí)行期間提供技術支持和解決問題。
他們的具體工作內容取決于載荷的性質和任務的目標。例如，在科學探索任務中，載荷專家可能負責操作遙感儀器、收集地球觀測數(shù)據(jù)或執(zhí)行生物實驗。在通信衛(wèi)星任務中，載荷專家可能需要設置和測試衛(wèi)星通信設備。
在空間站中，載荷專家的主要工作是負責空間站上各種載荷設備的日常維護和保養(yǎng)，確保它們能夠正常工作。對空間站上各種科學實驗設備的操作和維護，完成相關實驗任務。在設備出現(xiàn)故障時負責診斷和解決問題，然后收集和分析各種載荷設備的數(shù)據(jù)。
美國“阿波羅17號”登月飛行的航天員哈里森·施密特就是第一位真正的載荷專家。1972年12月，他隨同尤金·塞爾南一起搭乘阿波羅17號登月船進行了月球探索任務，并在此期間負責執(zhí)行一系列地質學和地球物理學方面的科學實驗。這些實驗包括使用激光測距儀器、收集月球樣品、進行地震測量和安裝地球物理設備等。施密特的任務是為了展示NASA在實現(xiàn)載人登月目標之外，也可以進行科學研究和探索。
雖然之前已經有航天員執(zhí)行過一些類似的任務，但施密特是第一個被正式稱為載荷專家的航天員，他的任務也是載荷專家這一角色在航天領域的早期發(fā)展歷程中的重要里程碑。自那時以來，載荷專家已經成為了航天任務中不可或缺的一部分，為航天領域的科學研究和技術創(chuàng)新做出了重要貢獻。
載荷專家需要掌握的知識和技能
作為空間站中的重要工作人員之一，載荷專家需要具備扎實的專業(yè)知識和技能，以確保各種載荷設備能夠安全可靠地運行。
首先是物理學知識。載荷專家需要熟悉物理學的基本理論和知識，包括力學、電磁學、光學、熱力學等方面的知識。在空間站中，各種載荷設備的運行和維護都需要物理學知識的支持，例如理解各種傳感器的工作原理、掌握空間站內外的物理環(huán)境等。
光靠物理學顯然不夠，載荷專家還需要熟悉電子學的基本理論和知識，包括電路設計、電子元器件、通信和導航設備等方面的知識。許多載荷設備都是電子設備，需要熟練操作和維護它們，以保證它們能夠正常工作。
此外材料科學也是載荷專家必須掌握的重要領域。在空間站中，各種載荷設備的設計和制造都需要材料科學的支持，例如熟悉常用材料的特性和性能、了解材料的加工工藝等。載荷專家需要掌握材料在太空環(huán)境下的性質和變化，以便更好地維護和更新它們。
最基礎的當然還是太空環(huán)境知識。載荷專家需要對太空環(huán)境有深入的認識和了解，包括太陽輻射、宇宙射線、微重力、溫度變化等方面的知識。這些因素將影響各種載荷設備的性能和壽命，因此載荷專家需要在設備設計、操作和維護中考慮這些因素。
最至關重要的就是故障排除技能。在空間站中，各種載荷設備可能會遭受故障和損壞。因此，載荷專家需要具備良好的故障排除技能，能夠快速診斷和解決設備問題。這需要他們具備扎實的理論知識和豐富的實踐經驗，以及良好的判斷力和決策能力。
艱苦的航天訓練
掌握好這些知識和技能還不夠，因為載荷專家是要上天的。為此，載荷專家們必須具備宇航員的身體素質。這在科研人員中是很難做到的，在一般印象中，科研人員往往因為缺乏鍛煉無法勝任宇航員的工作，桂海潮也是這樣。
我國空間站的首位載荷專家就是桂海潮，他畢業(yè)于北京航空航天大學，獲工學博士學位。2020年9月，我國第三批預備航天員選拔中，桂海潮從2500多名參選者中脫穎而出，成為預備航天員中的4名載荷專家之一。在4人中，桂海潮的身體素質并不占據(jù)優(yōu)勢。他需要接受8大類、200余項課目的嚴格訓練和考核，這對一個科研人員來說是巨大的挑戰(zhàn)。
據(jù)桂海潮回憶，載荷專家選拔的時候只需要通過6個G的超重測試，而訓練的最終目標卻要達到8個G。6G已經是普通人的承受極限，超過6G便會感覺到嚴重不適，伴隨而來的是劇烈的惡心，耳鳴，眩暈。飛行員通�？梢猿惺艹^20~30秒左右 7~8G的短時間過載，這意味著桂海潮必須達到飛行員和宇航員的標準。
超重測試只是200余課目中的一種。此外的轉椅科目、潛水訓練、沙漠野外生存挑戰(zhàn)、睡眠剝奪試驗等訓練項目每一項都不輕松。為了圓夢航天，桂海潮通過請教教員找經驗，每次訓練結束他都要給自己加練。功夫不負有心人，經過兩年多的刻苦訓練，桂海潮終于達到了一級航天員的水平。他成功入選神州十六號乘組，成為中國首位戴眼鏡執(zhí)行飛行任務的航天員，擔負著在空間站開展大量科學實驗的重要使命。
總結
載荷專家在空間站內負責管理和維護各種載荷設備，確保它們能夠正常工作，同時完成實驗任務。他們需要具備專業(yè)知識和實踐經驗，能夠在太空環(huán)境中進行工作，并快速診斷和解決設備問題。職業(yè)宇航員無法代替他們的工作，因為宇航員往往在科學技術方面的專業(yè)水平與能力不足，難以勝任這些科學技術工作。我國空間站的首位載荷專家桂海潮通過艱苦的訓練，才終于圓夢航天。他能文能武，在獲得工學博士學位、成為北京航空航天大學宇航學院教授、博士生導師的同時，又通過訓練達到一級航天員的身體水平。
目前桂海潮正在空間站與我國航天員景海鵬和朱楊柱一起執(zhí)行任務，我們期待他的實驗取得成功，并為我國帶回重要的實驗數(shù)據(jù)，為我國航天事業(yè)做出更多貢獻。
