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  2021年7月5日 星期 放大 缩小 默认 >>返回首页
中国空间站航天员
首次出舱
  7月4日,在北京航天飞行控制中心大屏拍摄的两名航天员在舱外工作场面 新华社发
  航天员在舱外工作 新华社发
  空间站全景相机拍摄的地球画面(7月4日摄于北京航天飞行控制中心)
  新华社发
  安装有机械臂的空间站核心舱
  图片来源:光明日报

  据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年7月4日8时11分,神舟十二号乘组航天员刘伯明成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门,截至11时02分,航天员刘伯明、汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服,已先后从天和核心舱节点舱成功出舱,并已完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作,后续在机械臂支持下,相互配合开展空间站舱外有关设备组装等作业。期间,在舱内的航天员聂海胜配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。

  14时57分,经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。

  这是继2008年神舟七号载人飞行任务后,中国航天员再次实施的空间出舱活动,也是空间站阶段中国航天员的首次空间出舱活动。

  据新华社

  航天员出舱活动大揭秘

  神兵利器

  核心舱机械臂 雄伟有力,还能“爬行”

  此次出舱活动首次检验了航天员与机械臂协同工作的能力。

  空间站核心舱机械臂展开长度为10.2米,最多能承载25吨的重量,是空间站任务中的“大力士”。其肩部设置了3个关节、肘部设置了1个关节、腕部设置了3个关节,每个关节对应1个自由度,具有七自由度的活动能力。

  通过各个关节的旋转,空间站核心舱机械臂能够实现自身前后左右任意角度与位置的抓取和操作,为航天员顺利开展出舱任务提供强有力的保证。

  除支持航天员出舱活动外,空间站核心舱机械臂还承担舱段转位、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等在轨任务,是目前同类航天产品中复杂度最高、规模最大、控制精度最高的空间智能机械系统。

  为扩大任务触及范围,空间站核心舱机械臂还具备“爬行”功能。由于核心舱机械臂采用了“肩3+肘1+腕3”的关节配置方案,肩部和腕部关节配置相同,意味着机械臂两端活动功能是一样的。机械臂通过末端执行器与目标适配器对接与分离,同时配合各关节的联合运动,从而实现在舱体上的爬行转移。

  据悉,航天科技集团五院在抓总研制过程中,在关键技术、原材料选用、制造工艺、适应空间站环境的长寿命设计等方面均取得创新突破,全部核心部件实现国产化。

  舱外维修与辅助工具 协助克服舱外作业困难

  航天服手套充压后操作不便、单手操作难度大、在轨防飘要求高……开展舱外作业,航天员面临诸多挑战。作为航天员执行出舱任务的“机械伙伴”,舱外维修与辅助工具可以协助航天员有效克服这些困难。

  舱外电动工具

  可以适应舱外复杂的真空和高低温环境,具有定力矩拧紧、拧松的工作模式,并且设置有休眠模式。

  舱外通用把手

  可以安装到维修设备上,用于航天员在轨维修时进行待维修设备的转移及防漂。

  便携式脚限位器

  设计了旋转、俯仰、滚转、偏航四个关节自由度,可协助航天员在舱外调整至执行任务的工作姿态;与之配合使用紧密的舱外操作台,可协助航天员进行维修任务时挂放设备和维修工具,解放航天员双手,实现设备或维修工具的临时存放。

  与航天服直接相连的微型工作台

  像一根多功能腰带一样环绕在航天服腰部,将航天员出舱使用的舱外电动工具、舱外通用把手和舱外扳手随身携带,确保航天员随用随取。据新华社

  舱外航天服

  120公斤重的舱外航天服,是航天员执行出舱活动的铠甲。它像一个人形飞船,充上一定的压力后,可保护航天员的生命安全,抵御外太空的高低温、强辐射等。

  那么,这件“飞天战袍”是由什么做成的?又是怎么做出来的?记者来到航天员中心研发与总装测试部服装车间,走近一群制衣匠的世界。

  航天服:装配一套需近4个月

  舱外航天服的软结构,包括上下肢和手套,从里到外是舒适层、备气密层、主气密层、限制层和热防护层等,既能抵抗太空风险,又能穿着舒适、行动灵活,重而不笨。

  据了解,仅做一副舱外航天服下肢限制层需要260多个小时,而装配一套舱外服需要近4个月……这已经是他们的最快速度了。

  头盔面窗:制作需经过47道工序

  舱外服上的头盔面窗,是航天员进行出舱活动时观察外界的窗口。

  头盔面窗有多层,最里层为双层压力面窗,是整个头盔的承压密封结构,呈曲面型,直接关系到航天员的生命安全,必须做到绝对安全可靠。“且不说它的承压材料要经过多少轮的选择、测试,光密封加缝合就耗时两个月,一共完成47道工序。”中心研发与总装测试部副部长邓小伟说,就拿面窗除尘来说,先吹洗,再不间断擦拭两小时左右,直到肉眼看不到一丝灰尘。

  “波纹袖”:既舒适又灵活

  在太空,航天员穿着航天服后活动的操作主要靠上肢实现,所以制作时既要考虑活动的灵活性,还得考虑充压后的承力性。缝纫车间的王其芳用一双巧手,做出来的“波纹袖”充压后舒适度和灵活度都是一流。她以打结为例介绍说,因为结点是多条线的交错处,特别硬,就得用簪子扎孔、穿针,再用镊子把针拽出,光打结就有3道工序,一套舱内航天服上肢有76处孔需要打结,仅这个活就得干两三天。

  舱外手套:尺寸公差不超过1毫米

  与王其芳同样手巧的,还有做手套的师傅郭浓。他两个月要交付6副舱外手套,几乎每天都在埋头苦缝。

  就算是手缝,同样要求精准,尺寸公差也不超过1毫米。郭浓介绍说,更重要的是,由于航天服的特殊性,不能反复拆缝,走针的时候务必小心,力争一次到位。

  也正因为此,郭浓和同事在缝制的时候,必须做到手到哪眼到哪,时间久了,练就出一双双火眼金睛。

  液冷服:全身上下铺线100米

  航天员在舱外活动时会产生热量,需要穿上给身体降温的液冷服。液冷服是由弹性材料制成的,全身上下全是细密的小孔,供42根液冷管路线均匀穿过,每两孔间穿1厘米的线,全身上下铺设100米左右,就得穿20000个孔,尤其是头部的蛇形分布线路,得穿出个太极图。

  气密层:反复刷几遍胶

  在真空中,人体血液中的氮气会变成气体,造成减压病,必须给航天服加压充气,否则就会因体内外的压差悬殊而造成生命危险。因此,航天服的气密性要求极为严苛。车间的林波师傅介绍说,比如为舱外航天服气密层刷胶,也不是简单地刷,要观察温湿度、刷胶时间、薄厚度要适量均匀。

  “刷完晾,晾完刷,要反复刷上几遍。”林波说。据新华社

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