【儀表網(wǎng) 儀表下游】導(dǎo)讀：2021年7月4日11時，神州十二號乘組航天員劉伯明和湯洪波先后順利出艙，二人密切協(xié)調(diào)、相互配合，有序開展空間站艙外有關(guān)設(shè)備組裝等工作。太空星河漫步再填一筆。萬眾矚目、陣陣掌聲中，航天員為何要出艙、出艙后具體任務(wù)，出艙任務(wù)難點等多個問題亟待分析。
“四方上下曰宇，往古來今曰宙。”從天文到地理，從哲學(xué)到歷史，古往今來，探索宇宙從未停止。如今，從神州五號載人飛船任務(wù)圓滿完成，到近日神州十二號順利升天、航天員順利出艙作業(yè)，古人追夢九天、造訪太空不再是浪漫幻想。
出艙 安裝全景機器支架是重點
出艙是指航天員離開載人航天器的乘員艙，單人進入太空活動。此前，這項活動通常由機器人或自動化技術(shù)代替。但目前能夠執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的機器人、自動化設(shè)備成本較高，技術(shù)尚未成熟，無法代替人類。相比機器而言。航天員出艙活動效率高，自主性、應(yīng)變突發(fā)事故和意外故障能力較強，充分彌補了機器漏洞。
航天員出艙任務(wù)包括組裝類出艙、驗證類出艙、維修類出艙、有效載荷類出艙四大類。一般的艙外作業(yè)中，航天員主要開展衛(wèi)星捕獲和維修、艙外維修、更換電池、組裝連接外部航天器組件、特殊實驗、測試等工作，為今后長達三個月的太空飛行做準(zhǔn)備。本次出艙最重要的任務(wù)是安裝全景攝像機裝支架。
事前，由于發(fā)射暴露限制，攝像機被安裝在較低的位置，視場角有限。入軌之后，攝像機需監(jiān)視整個艙外的情況。因此航天員要安裝攝像機支架，并借助機械臂移動腳限位器、工具臺等。
人員技術(shù)雙重考驗 出艙作業(yè)利器再顯神威
失重環(huán)境中圓滿完成安裝任務(wù)，還需借助“利器”。
出艙的一名航天員要為機械臂安裝上臂支架。該項任務(wù)需要航天員在太空中卸裝多個螺絲。為此，他們一共攜帶9種12個拆卸螺絲的專用工具。微型工作臺通過接口固定在航天員的腰部，方便航天員隨身攜帶三種維修工具，包括通用把手、電動工具等。其中，電動工具重達十斤，內(nèi)置元器件和電池都是宇航級的器件。艙外維修設(shè)備上有艙外通用把手底座，其與設(shè)備連接，航天員就可以移動設(shè)備。
由于艙體較大，通用把手難以一一觸及，艙外移動扶手派上用場。艙外移動扶手的長度、角度均可調(diào)節(jié)，解鎖按鈕，即可移動相應(yīng)方向。
艙外作業(yè)的同時，艙內(nèi)航天員需要操作機械臂。航天員站在機械臂上時，艙內(nèi)航天員可通過圖像、仿真軟件觀察機械臂位置，與艙外航天員直接進行語音溝通。 地面人員雖然也能夠大范圍轉(zhuǎn)移機械臂，但與艙內(nèi)相比，清晰度和效率較低。
據(jù)中國航天中心的高級工程師介紹，航天員的每一步動作、流程都進行了地面仿真驗證和數(shù)字驗證，確保太空操作安全穩(wěn)定。
技術(shù)裝備考驗外，太空環(huán)境惡劣，航天員面臨著低氣壓、強輻射、失重、氣溫不穩(wěn)定等諸多挑戰(zhàn)。為保障航天員在太空安全、高效工作，數(shù)月前，中國航天員中心設(shè)立八大類、一百余個針對訓(xùn)練，確保航天員出艙安全。
訓(xùn)練項目中關(guān)鍵一項是失重環(huán)境訓(xùn)練。航天員身著水下訓(xùn)練航天服，在長達6個小時中，直徑23米、深10米的中性浮力水槽內(nèi)進行建設(shè)、運輸、維修、作業(yè)訓(xùn)練，通過水的浮力抵消航天服和人的重力，達到中性浮力，模擬失重流程。該項訓(xùn)練中途甚至不能吃飯、喝水。
此外，中國航天員還設(shè)置了裝備操作訓(xùn)練、出艙過閘程序訓(xùn)練等系列訓(xùn)練科目，盡可能在地面模擬太空環(huán)境，提升出艙執(zhí)行任務(wù)能力。
星空浩瀚 探索無止
從“嫦娥奔月”到嫦娥探測器，從“天和筑穹”到天和核心艙，從北斗系統(tǒng)到天舟系列，星空不僅寄托著中國人千百年來探索宇宙的美好夢想，也鐫刻下追求科技創(chuàng)新的鏗鏘步伐。
本次“太空漫步”是繼2008年執(zhí)行神舟七號出艙任務(wù)后，中國航天員時隔13年再次執(zhí)行出艙任務(wù)，支持出艙時間從4小時增加到8小時。而此次出艙活動檢驗了新一代艙外航天服的性能及出艙相關(guān)設(shè)備的安全性，為空間站后續(xù)出艙活動的奠定了重要基礎(chǔ)。接下來，三位航天員將度過三個月的太空生活，更多印記將閃耀在深遠(yuǎn)星空。
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