Идеальное здоровье, устойчивая психика, сверхвыносливость, волевой характер, стремление учиться новому и трудолюбие – таковы были основные критерии к первым советским космонавтам. Кандидаты старше 30 лет, ростом выше 175 сантиметров и весом более 72 килограммов не допускались до «кастинга». По словам первого начальника Центра подготовки космонавтов Евгения Карпова, претенденты проходили «сверхотбор» — организм кандидатов заставляли работать «на пределе», определяя заложенный в нем «запас прочности». Полет Гагарина помог избавиться от многих страхов, которые «преследовали» ученых. Постепенно были смягчены требования к кандидатам. Сергей Королев считал, что «медицина» и «программы для кроликов» тормозят реализацию поставленных космических задач. Было снято требование «низкорослости» и возрастные ограничения (например, Михаил Корниенко впервые полетел в космос в 50-летнем возрасте), зато появился новый «параметр» – свободное владение английским.

Современная система подготовки и та, что существовала в самом начале, отличаются разительно.  Мощность и масса советских кораблей позволяли надежно дублировать системы управления, расположенные на борту, поэтому от кандидатов не требовали совершенных умений пилотирования. С большим вниманием относились к желанию космонавтов следовать лозунгу «Учиться, учиться и еще раз учиться», а также их умениям адаптироваться к новым, зачастую очень непростым, условиям. Первые кандидаты во время общекосмической подготовки изучали не так много: ракетно-космическую технику, основы космической медицины, астрономию, геофизику, астронавигацию, устройство и принципы управления кораблем. Будущие космонавты осваивали фотодело и киносъемку. С усложнением космической техники и расширением перечня работ, которые космонавты должны выполнять на орбите, расширился и объем программы подготовки. Сегодня кандидатам приходится держать экзамен по ста с лишним предметам, а затем еще и госэкзамен, после которого им присваивается квалификация «космонавт-исследователь» или «космонавт-испытатель».

Современный отбор кандидатов включает три этапа. На первом — проверку осуществляют компетентные органы. Жирную точку в карьере «звездного» претендента могут поставить «нелады» с законом, в том числе самые незначительные нарушения, например, неоплаченный штраф ГИБДД. Тщательно изучается личное дело, психологическое состояние претендента, который может быть снят с «дистанции», например, с формулировкой «сомнительный моральный облик». Далее две независимые комиссии проводят доскональный медицинский осмотр. Из 350 заявок после первой медкомиссии остается 200, после второй – всего 50. Затем кандидаты сдают экзамены по общеобразовательным предметам (математике, физике, русскому языку) и специальным: проверяются знания устройства корабля и систем его управления, этапы полета и др. Методички и пособия, по которым готовятся кандидаты, нельзя переписывать, фотографировать или брать «на вынос». Только заучивание, и это при том, что объемы информации, которую необходимо освоить, огромны.

После успешной сдачи теоретического экзамена начинается непосредственная подготовка, в результате которой будущие космонавты оттачивают умения и навыки. И если вначале упор делался на медико-биологическую подготовку, то сегодня больше внимания уделяется специальной подготовке. Тренировки на центрифуге позволяют повысить способности организма противостоять перегрузкам, «кресло Барани» и «качели Хилова» помогают подготовиться к пребыванию в невесомости и тренируют вестибулярный аппарат. Тренировки в антиортоположении позволяют легче справляться с приливом крови к головному мозгу, который вызывает невесомость.

Для того чтобы определить, насколько организм готов к атмосферным изменениям, в первую очередь, к кислородному голоданию, космонавтов тренируют в барокамере: поднимают на высоту до 5 тысяч метров без кислородной маски. Это тренировка особенно пригодится во время возникновения нештатных, аварийных ситуаций, когда снижается содержание кислорода и резко «скачет» давление. В термокамере проверяют способность космонавта выдерживать высокие температуры, в том числе устраивают так называемые «отсидки» — пять сеансов при повышенной температуре, но с нарастающими временными интервалами от получаса до 70 минут. С увеличением работ, которые космонавт должен выполнять в открытом космосе, роль тренировок в термокамере возросла: современные скафандры с терморегулированием не всегда готовы защитить организм от неблагоприятных воздействий. Кстати, о скафандрах – все они российского производства. Для полетов используются скафандры «Сокол», для выхода в открытый космос – «Орлан». Российские скафандры можно надеть без посторонней помощи – и это выгодно отличает их, например, от американских.

Психику космонавтов тренируют в сурдокамере, где основные органы чувств человека искусственно лишают внешних «раздражителей». Отправляя первых покорителей в космос, ученые изрядно волновались за их психическое состояние: было до конца непонятно, как поведут себя органы чувств при кардинальной «смене обстановки». Замкнутое пространство, осознание оторванности от Земли – серьезная психологическая нагрузка, которая усугубляется непреходящим стрессом от ожидания опасности. Методика пребывания в сурдокамере менялась неоднократно. Сначала космонавтов помещали в атмосферу с чистым кислородом при пониженном давлении, но гибель в сурдокамере Валентины Бондаренко заставила проводить тренировки при нормальной атмосфере. Космонавтам то разрешали, то запрещали брать с собой книги, то уменьшали, то увеличивали время «отсидки».

Все технические средства для тренировок можно разделить на две большие группы. К первой, «экзогенным тренажерам», относят устройства, на которых моделируют перегрузки, невесомость, «скачки» давления и прочие — например, гидролаборатории, различные камеры и гимнастические снаряды (батут, лопинг и др.). Ко второй большой группе относятся тренажеры, на которых отрабатываются навыки управления кораблем на всех этапах полета: вывод на орбиту, ориентация по Солнцу, планетам и данным служб, расположенных на Земле, сближение, стыковка и расстыковка корабля, реализация специальных задач, предусмотренных программой. Главное отличие космонавта от летчика в том, что последний имеет возможность после изучения теории и учебы на тренажерах провести тренировочной полет с инструктором и только после контрольного полета ему доверят самолет. У космонавта первый полет проходит самостоятельно, поэтому на наземных тренажерах стараются сформировать максимально приближенный к реальным условиям «образ полета»: идентичный интерьер кабины, «реальная» картинка в иллюминаторе, агрегаты и устройства «шумят» как настоящие. Спровоцировать стресс – уже сложнее, но и с этим в Центре подготовки космонавтов справляются.