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航天員的選拔首先是檔案篩選。工作人員會圍繞身體素質、身高體重等方面，通過調閱飛行員健康檔案，從全國各地的上千名候選飛行員中優選出一半數量的飛行員進入第二輪篩選。
第二輪為臨床選拔。相關專家會利用解放軍空軍在各地的療養院，對第一輪過關的飛行員進行臨床醫學檢查，醫學檢查是航天員選拔中最為重要的一輪。和國內第二批航天員的選拔一樣，航天員訓練中心會專門組織一個全國知名醫學專家組，參與航天員選拔過程的評審工作。這一輪過后，篩選出的人數不會超過60人。
“由于太空的環境十分特殊，在航天員選拔時身體素質就變得尤為重要。另外，心理素質也是一個重要的考查方面。航天員飛上太空，遠離地球，身體處于失重狀態，會出現骨質疏松等一些問題，但是這些身體方面的問題返回地球以后可以通過鍛煉和吃藥的辦法加以解決，但是對心理所造成的大的影響是不可能一下子恢復的，這就要求在選拔的時候要注意心理方面的問題。” 中國空間技術研究院研究員龐之浩說，現在，美國和俄羅斯的航天員都要在空間站執行很長時間的任務，在這個過程中人會出現寂寞、郁悶的情緒。因此，這就需要在航天員選拔時有嚴格的心理考查，包括相互協作能力、性格、脾氣等。目前，我國對于航天員心理素質的考查還沒有美國和俄羅斯嚴格，但是，中國國際空間站建成以后，由于需要航天員長時間留駐，因此心理方面的考查也會變得更加嚴格，本次航天員的選拔也會更加注意這方面的問題。
第三輪是航天特殊環境因素下的生理功能選拔，而本輪選拔將在中國航天員訓練中心進行，主要包括低壓、缺氧條件下的生理功能檢查，空間運動病的特殊考查等，并從這里面選拔出10多名預備航天員。
最后一輪就是定選。在前三輪選拔工作的基礎上，專家會組成一個專門的工作組，到預備航天員所在部隊走訪，深入、全面了解預備航天員在部隊時的工作、生活情況，之后還會了解預備航天員的家族病史，并將所有預備航天員的配偶、子女集中到一起，進行傳染病的排查。經過這四輪程序嚴格的選拔，最終確定出6～7名航天員。
由于中國載人航天戰略第三步的任務更為復雜，與第二批航天員選拔標準相比，此次選拔還將更側重對文化知識水平的考查。
早在2008年，中國空間技術研究院相關專家就表示，科學家的面孔將會出現在這一批航天員的選拔過程之中。中國空間技術研究院的一位航天專家對《北京科技報》表示，目前中國的載人航天工程還處于初級階段，目前最重要的任務是獲得航天的相關數據和經驗，而不是專業地針對太空或者從太空研究地球的相關科研工作。因此，優秀的空軍飛行員是最好的選擇。雖然目前中國航天員的選拔都是從空軍戰斗機飛行員中挑選，但是隨著中國載人航天技術的逐步成熟，航天員的挑選范圍將會得到擴大。
未來在空間站上，中國的航天員將面臨時間長、動作多、操作復雜的挑戰，并需要進行醫學、生物和航天器等實驗。將來如果需要航天員在太空中執行相關科研任務，那么，有關中國航天員的挑選標準將會發生變化，一些從事太空科學研究的科學家們將會成為中國航天員中的一員。
謝大青介紹，這類航天員就可以從其他行業中選拔。比如工程技術人員或者教師。目前，美國等國家挑選航天員也采取了這樣的辦法。科研人員甚至希望在不遠的將來能夠從普通人中篩選航天員。
根據以往選拔經驗，參選的空軍飛行員標準身高為1.60米至1.72米左右，體重55至70公斤，其飛行時間需要在1000個小時以上。中國空間技術研究院相關專家對《北京科技報》透露，本批次航天員選拔的年齡界定范圍依舊在25歲-35歲之間，而本次選拔的航天員不會出現在“神八”、“神九”和“神十”的發射任務之中。這些航天員選拔主要針對我國載人航天戰略的第三步，即為建造長期有人照料的發射空間站做選拔，但這一批次航天員的挑選標準還沒有考慮登月的需要。由于選拔結果出來以后他們還要接受4-5年的專業訓練，其飛天的時間大概要等到2015年左右我國發射空間實驗室的時刻。龐之浩表示，此輪航天員選拔時間不會超過1年。如果沒有意外，2010年，國人將會看到新一輪航天員的面孔。
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