Bir uzay aracının pilotu ya da teknik ve bilimsel donanımının sorumlusu olarak uzay yolculuğuna çıkan kişilere astronot denir. "Yıldız gezgini" anlamındaki bu sözcüğün Rusça'daki karşılığı ise "evren gezgini" anlamındaki kozmonoftur. Uzayda yolculuk yapan ilk insan, Sovyet kozmonotu Yuri Gagarin oldu. Gagarin 12 Nisan 1961'de çıktığı bu yolculuğunda, Dünya çevresindeki dolanımını yaklaşık 90 dakikada tamamlamıştı.
Bir uzay uçuşunun özel koşullarına insan vücudunun dayanıp dayanmayacağı bilinmediği için, ilk uzay yolculukları astronotlar için bilinmeyen bir tehlikeye atılmak demekti. Oysa bugün insanlı uzay uçuşları neredeyse sıradan bir yolculuk haline gelmiştir. Artık astronotlar düzenli olarak uzay yolculuğuna çıkıyor ve gelip geçici rahatsızlıklar dışında hiç yakınmadan aylarca uzayda kalabiliyorlar. Ama bu gelişme, uzay yolculuklarının tehlikeli olmaktan çıktığı anlamına gelmez. Uzay çağının başlamasından bu yana birçok Sovyet ve Amerikan astronotu yaşamını yitirdi. 1986'da, uzay mekiği Challengefm fırlatıldıktan kısa bir süre sonra patlaması ve içindeki yedi ABD'li astronotun ölmesi en büyük kazalardan biriydi.
ABD'nin uzaya fırlattığı Mercury, Gemini ve Apollo ile SSCB'nin fırlattığı Vostok gibi ilk insanlı uzay araçları, komuta ve hizmet modüllerine iki-üç kişinin ancak sığabildiği küçük boyutlu uzay araçlarıydı. Üstelik bunlar yalnız W kez kullanılabiliyordu. SSCB'de, yakın zamana kadar kozmonotları uzay üssü ile yörünge arasındaki gidiş ve dönüş yolculuklarında taşıyan Soyuz uzay araçları da gene tek bir uçuşluk, küçük araçlardı. Ama Dünya çevresindeki yörüngesine oturtulan Salyut uzay istasyonlarında, kozmonotlara ayrılan bölüm çok daha geniş ve rahattı. Bugün ABD'li astronotlar uzay yolculuklarına uzay mekiği denen bir araçla çıkarlar. Uzay mekiği daha çok uçağı andıran, delta kanatlı bir yörünge aracıdır ve astronotlar yolculuğun büyük bölümünü evlerindeymiş gibi rahatça dolaşarak geçirebilirler. Uzay mekikleri tıpkı bir uçak gibi yere inebilir ve ilk uzay araçlarından farklı olarak yeniden kullanılabilir.
Astronotların Seçimi ve Eğitilmesi
İlk uzay uçuşlarında görevlendirilen astronotların çoğu, tehlike anında hızla karar verip uygulayabilmek üzere eğitilmiş, uçuş deneyimi fazla olan deneme pilotlarıydı. Çünkü bilinmeyen bir dünyaya atılan bu ilk adımlarda astronotların seçimi çok önemliydi. Bugün uzay eskisi kadar bilinmeyenle dolu olmadığı için, astronotların mutlaka uzman pilot olmaları gerekmez. Örneğin uzay mekikleriyle yapılan yolculuklara pilot astronotların yanı sıra uçuş deneyimi olmayan bilim ekibi de katılır. Böylece pilotlar aracı yönlendirirken, bilim ekibi de programın öngördüğü bilimsel araştırmaları yürütür.
Astronotlara, uçuş programında üstlenecekleri göreve bağlı olarak belli bir eğitim uygulanır. Örneğin pilotların eğitiminde, uzay mekiğindeki bütün koşulların yaratıldığı özel deneme araçlarında kalkış ve iniş provalarına ağırlık verilir. "Simülatör" denen bu araçlar gerçek uzay aracının bir maketi gibidir ve uzay mekiğindeki bütün komuta ve denetim aygıtlanyla donatılmıştır. Bilgisayar denetimli olan simülatörde pilot uçuş provası yaparken, önündeki ekrana da uzayda karşılaşacağı görüntüler yansıtılır.
Bilim ekibindeki astronotlar gerçi uçuşla ilgili herhangi bir görev üstlenmezler, ama mekiğin nasıl çalıştığını bilmeleri gerekir. Bu astronotların eğitimi daha çok bir uyduyu uzaya fırlatıp yörüngeye oturtmak ve deney aletlerini kullanmak gibi bilimsel ve teknik uygulamalara yöneliktir.
Bu görev eğitiminin dışında, ister uçuş. ister bilim ekibinden olsun bütün astronotlar uzay uçuşuna hazır duruma getirilmek için yoğun bir eğitimden daha geçirilir. En can alıcı noktalardan biri, uzay aracının fırlatılışı sırasında karşılaşacakları şiddetli ivmeye vücutlarını hazırlamaktır. Bu amaçla astronotlar, santrifüj kapsülü denen bir silindirin içine alınır. Bu silindir kendi ekseni çevresinde büyük bir hızla dönerken, bu merkezkaç (santrifüj) kuvvet çok yüksek bir ivme yaratır (bak. Merkezkaç Kuvvet). İkinci önemli nokta, yörüngeye oturtuldukları zaman yerçekimi kuvvetinden kurtulacak olan astronotları bu "ağırlıksız" ortama hazırlayabilmektir. Bunun için iki yöntem uygulanır. Önce hızla yükselen, sonra yerçekimininkine eşit bir ivmeyle dalışa geçen bir uçakta astronotlar kısa bir an yerçekiminin dışında kalabilirler. Astronotları ağırlık bağlanmış dalgıç giysileriyle suya daldırmak da hemen hemen aynı etkiyi yaratır.
Yörüngede Yaşam
Dünya çevresindeki bir yörüngede yaşayan astronotların karşılaşacakları sorunların çoğu, bu ortamda yerçekimi olmamasından kaynaklanır. Yeryüzündeyken hiç farkında bile olmadan kolayca yapılan birçok eylem, örneğin yürümek, yemek, içmek, uyumak, yerçekimsiz yörüngede beklenmedik sorunlar yaratır (bak. Yerçekimi). Astronotlar kabinin boşluğunda yüzerek dolaşmak zorunda kalır ve bir yöne ilerlemek için duvarlara tutunarak vücutlarını ileri doğru iterler. Bir masaya oturarak yemek yemeleri olanaksızdır, çünkü masa, sandalyeler, tabaklar, yiyecekler, kısacası her şey kayarak dört bir yana dağılır. Bu yüzden uzay istasyonundaki her şey sıkıca bir yere bağlanmıştır. Yiyecek paketleri, konserve kutuları, tepsi ve çatallar da mıknatısla ya da yapışkan bantlarla bir yere tutturulur. Aracın içinde kırıntı yapacak yiyecekler yemek yasaktır, çünkü boşlukta yüzerek dağılan kırıntılar her yere girer.
Astronotların bir bardaktan su ya da içki içmesi de olanaksızdır; yerçekimi sıfır olduğunda sıvılar bulundukları kaptan dışarı akamaz. Bu yüzden içeceklerini özel şırıngalarla ağızlarına püskürtürler. Genellikle suyu uçurulmuş (konsantre) yiyecekler bulundurulduğundan, bu toz halindeki kuru besinleri yemeden önce özel torbalarının içine su şırıga etmek gerekir. Astronotlar uyuyacakları zaman uzay kabininin duvarlarına tutturulmuş uyku tulumlarına girer ve fermuarını çekerek kendilerini güvenceye alırlar.
Yerçekiminin yokluğu insan vücudunu, özellikle vücut sıvılarını çok etkiler. Yolculuğun ilk birkaç gününde, vücut bu yeni ortama uyum sağlayıncaya kadar astronotların çoğunda "uzay çarpması" görülür. Uzayda haftalarca kalanlarda bu alışılmadık ortamın etkileri çok daha ağırdır. Örneğin kemiklerde kalsiyum kaybı olur, yerçekimine karşı koymaya alışmış olan kaslar hızla zayıflamaya başlar. Kalsiyum kaybının nedeni henüz bilinmiyor, ama besinlerle ve mineral haplarıyla bu eksiklik giderilebilir. Kas zayıflamasını önlemek için de, astronotların antrenman bisikleti ve yürüyen bant üzerinde düzenli olarak egzersiz yapmaları gerekir.
Yerçekimsiz bir ortamda vücut temizliği de başlıbaşına bir sorundur. Astronotlar yıkanmaya niyetlenseler bütün kabinin içi bir anda su damlacıklarıyla dolar. Bu yüzden uzayda kısa süre kalacak olan astronotların yapacağı tek şey vücutlarını ıslak bir havluyla ovarak temizlemektir. Uzun süre Salyut'ta yaşayan kozmonotlar ise duş lüksünün keyfini çıkarırlar.
Astronotların uzay aracının içinde yaşayabilmesini sağlayan "yaşam destek sistemidir". Bu sistem astronotların soluyacağı havayı verir, çıkan karbon dioksiti emer, ayrıca kabinin içindeki sıcaklık, nem ve basıncı uygun düzeyde tutar. Astronotlar zaman zaman uzayda çalışmak için uzay aracının dışına çıkmak zorunda kalırlar. O zaman özel bir uzay giysisi giyerek soluyacakları havayı da yanlarında taşımaları gerekir.
Uzay giysisi birkaç kattan oluşan kalın bir giysidir. En içte suyla soğutulan bir astar, onun üstünde basınçlı bir giysi, en dışta da astronotu tehlikeli ışınımlardan ve uzaydaki parçacık sağanaklarından koruyan başlıklı bir yalıtım giysisi bulunur. Astronot, soluyacağı havayı ve giysisinde dolaşan soğutma suyunu göbek bağı denen esnek bir boruyla uzay aracındaki ana yaşam destek sisteminden alır. Bazı uzay giysilerinde bu bağlantıya gerek kalmaz; çünkü giyside ayrı bir yaşam destek sistemi vardır. Örneğin uzay mekiklerinde bu tür giysiler kullanılır.
Uzay mekiğinin astronotları, çeşitli yönlere ateşlenebilen gaz j ederiyle donatılmış insanlı manevre modülleri sayesinde uzayda serbestçe dolaşabilirler. Bugün yörüngedeki uyduları onarmak için kullanılan bu modülleri belki gelecekte uzay limanlarında çalışan astronotlar kullanacaktır.