神舟十四號航天員首次從問天實驗艙氣閘艙出艙并圓滿完成既定任務(wù)

9月2日0時33分，經(jīng)過約6小時的出艙活動，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，完成出艙活動期間全部既定任務(wù)，陳冬、劉洋已安全返回問天實驗艙，出艙活動取得圓滿成功。

此次是航天員首次從問天實驗艙氣閘艙出艙。出艙活動期間，完成了問天艙擴(kuò)展泵組安裝、問天艙全景相機(jī)抬升、艙外自主應(yīng)急返回驗證等任務(wù)，檢驗了航天員與小機(jī)械臂協(xié)同工作的能力，驗證了問天實驗艙氣閘艙和出艙活動相關(guān)支持設(shè)備的功能性能。

出艙口剛好朝向地球

在執(zhí)行本次出艙任務(wù)前，3名航天員細(xì)心清點了出艙時所需的艙門保護(hù)罩、腳限位器等各類設(shè)備和工具，連同艙外航天服一起，整齊放置在氣閘艙內(nèi)。

地面人員也對出艙任務(wù)進(jìn)行了全面細(xì)致考量，醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員一直密切關(guān)注航天員的健康狀態(tài)，因為良好的身體狀態(tài)也是順利完成出艙任務(wù)的關(guān)鍵。3名航天員除了堅持在軌鍛煉外，還會定期開展體檢，使用超聲診斷儀對心臟、肌肉等進(jìn)行監(jiān)測。

9月1日18時26分，航天員陳冬開啟問天實驗艙氣閘艙艙門。開門第一眼，映入他眼簾的就是蔚藍(lán)的地球。這能給航天員一個明確的方位感，地球反照的作用也使得光照更加柔和。

要確保航天員在高輻射環(huán)境下的安全，出艙時機(jī)的選擇很重要。問天實驗艙配備的能量粒子探測器是國際首臺粒子種類最多、能譜范圍最全最廣的探測器，能為航天員出艙時間窗口選擇提供準(zhǔn)確的一手?jǐn)?shù)據(jù)。同時，準(zhǔn)確定量的粒子探測還能用于空間站在軌安全管理，為新材料和生命實驗提供關(guān)鍵參數(shù)，以及探索重大前沿科學(xué)問題。

目前，神十四航天員乘組已在太空工作生活了兩月有余。迎“問天”、拆快遞、做實驗……3名航天員在軌的工作節(jié)奏緊湊而有序。

出艙“門洞”更寬敞

“我已出艙，感覺良好!”陳冬、劉洋身著新一代“飛天”艙外航天服，依次順利穿過氣閘艙艙門。

此前，神舟十二號、神舟十三號航天員乘組都是通過直徑85厘米的空間站核心艙節(jié)點艙“出門”。這次，問天實驗艙氣閘艙的容積空間增大了50%，艙門也變寬敞了——直徑達(dá)到了1米。即使兩位航天員都穿上艙外航天服，轉(zhuǎn)身活動也不會受限，攜帶設(shè)備更從容。

這扇門是航天器機(jī)構(gòu)中的復(fù)雜產(chǎn)品，涵蓋了密封、傳動、鎖緊、人機(jī)工效等學(xué)科。門變寬15厘米，背后是“剛”與“柔”的平衡。專家解釋，要在保持航天員所用的操作力度不變的情況下，利用杠桿放大原理去尋找平衡點，頗具難度。

航天員的開門動作，設(shè)計上實現(xiàn)了“舉重若輕”。航天員只需用配套手柄旋轉(zhuǎn)解鎖，使用助力機(jī)構(gòu)消除殘壓，拉動艙門把手即可打開。平時艙門處于關(guān)閉狀態(tài)時，配套的檢漏儀等設(shè)備，能全方位保障“大門”安全。

本次出艙任務(wù)，是航天員首次使用小機(jī)械臂進(jìn)行艙外作業(yè)。在艙內(nèi)“留守”提供支持的航天員蔡旭哲也有“門外動作”，他通過智能顯示設(shè)備和機(jī)械臂操作臺的聯(lián)動，在艙內(nèi)動動手指，就能實現(xiàn)機(jī)械臂多模式操作。同時，力反饋技術(shù)也首次被引入機(jī)械臂在軌操作，航天員能體驗到按鍵的“觸感”反饋。

安全繩長十余米

當(dāng)航天員身處太空時，一條安全繩始終將其與空間站連接。這條“生命線”，是一套可伸縮安全系繩機(jī)構(gòu)，能擴(kuò)展航天員的工作空間。每次移動前，航天員都要先將安全繩綁縛在合適的位置。

在執(zhí)行神舟七號飛行任務(wù)時，航天員翟志剛完成了我國首次太空出艙活動，當(dāng)時他使用的安全系繩有效長度為1米多，且長度固定，不能隨意伸縮。而在空間站建造任務(wù)中，航天員要完成空間站設(shè)備安裝、檢修等出艙任務(wù)，出艙范圍更大、操作難度更高、安全要求更嚴(yán)格。為妥善完成相關(guān)任務(wù)，亟須通過可伸縮的安全系繩機(jī)構(gòu)，保證航天員與空間站艙體間超過10米的安全連接，且伸縮過程要實現(xiàn)恒力輸出，不能干擾到航天員的運(yùn)動。

同時，作為直接暴露在太空環(huán)境的裝置，這根繩還必須經(jīng)受住近200攝氏度的大溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環(huán)境的考驗。

此次出艙，這條“生命線”已升級。憑借豐富的空間機(jī)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計能力，研制團(tuán)隊通過巧妙的設(shè)計，實現(xiàn)了鋼絲繩的恒力收放。10余米長的鋼絲繩在狹小的空間里，能安全完成上萬次有序纏繞。耐空間輻照的特殊包覆材料對鋼絲繩進(jìn)行保護(hù)，能滿足長壽命使用的要求。

揭秘

3年研制238件“太空工具”

在艙外，航天員劉洋手持電動螺絲刀，輕松完成問天實驗艙全景相機(jī)抬升任務(wù)。透過鏡頭看，這把電動螺絲刀的外形酷似手電鉆，但其實它暗藏玄機(jī)。因為在失重狀態(tài)下，航天員出艙時僅能靠扶手和腳限位器調(diào)整姿態(tài)，工具和人的受力情況都與地面相去甚遠(yuǎn)，所用的工具必須進(jìn)行特殊設(shè)計。

航天員身著厚重的艙外服，且只能單手操作工具。因此在工具設(shè)計時，就要對每一個抓握、按壓、旋擰操作進(jìn)行反復(fù)研究。艙外的復(fù)雜環(huán)境，對電動工具的電機(jī)、電路、熱控、機(jī)構(gòu)等組件也是嚴(yán)苛的考驗。在航天員進(jìn)行模擬失重驗證時，航天科技集團(tuán)五院艙外維修工具研制團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，根據(jù)問天實驗艙氣閘艙新布局改進(jìn)的工具箱，雖然在功能上能滿足指標(biāo)，但航天員需要將身體完全探出氣閘艙，才能將便攜式腳限位器和艙外操作臺取下、裝好。

“工具取放是航天員出艙任務(wù)的第一步，不能讓他們在這兒就開始覺得沒底。”團(tuán)隊設(shè)計師數(shù)次升級方案，最終確保航天員在半出艙狀態(tài)下就能完成工具取放，操作更加便捷、安全。

最近3年，該團(tuán)隊共完成了空間站核心艙、問天實驗艙36類、238件艙外維修工具的自主研制。(劉蘇雅)

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