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舱门更大、绳子更长,灯光更多,中国航天员“太空漫步”装备又升级了!

2022-11-05 发布于 大安便民网
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【环球时报-环球网报道记者樊巍】9月1日晚,神舟十四号乘组两位航天员陈冬、刘洋成功开启问天实验舱气闸舱出舱舱门,开展了此次在轨驻留任务期的首次出舱任务。这是航天员陈冬、刘洋首次执行出舱活动任务,也是我国航天员首次从问天实验舱气闸舱出舱实施舱外活动。据《环球时报》记者了解,未来这个气闸舱也将成为整个空间站系统的主要出舱通道。

新气闸舱空间更大,出入自如

作为中国空间站上新的“家门”,问天实验舱气闸舱的视觉效果十分独特,呈现外方内圆的特征,这也是空间站系统唯一一个看上去是方形的舱体。

据《环球时报》记者了解,出舱气闸的外面,看上去像方形的外壳是舱外暴露实验平台,该实验平台上配置了22个标准载荷接口,其中一部分还配备了流体回路温度控制。航天科技集团五院空间技术实验分系统主任设计师李喆在接受媒体采访时介绍称,方形的平板结构,主要是为了方便机械臂到时候去抓取载荷安装在这个平台上。另一方面,这些载荷都是有特定方向要求的,它可以保证一个载荷的观测视场。

《环球时报》从空间站问天实验舱抓总研制单位航天科技集团五院处获悉,问天实验舱将在气闸舱外携带一套5米长的“小臂”。这套7自由度的机械臂小巧、精度高,“小手”方便抓中小型设备,做更为精细的操作,航天员可在舱内利用人机交互完成空间机械臂多模式操作。此外,小臂还可以与核心舱大臂组成15米长的组合臂,开展更多的舱外操作。这套组合臂还能在天和、问天、梦天的空间站三舱组合体之间爬行,届时,“机甲战士”能控制的舱外范围就更大了。未来十年,在空间站搭载的科学实验载荷,可以通过机械臂精准“投送”到自己对应的标准载荷接口位置,实现“即插即用”,不再需要航天员出舱进行人工操作了。

而航天员开展出舱活动时的“更衣间”——出舱气闸则呈圆柱状。这个问天实验舱上的“更衣间”空间更大,航天员在这里作出舱准备和舱外返回时,可以更舒展、更从容。

此前,神舟十二号、神舟十三号乘组是通过位于空间站核心舱节点舱的出舱口执行出舱任务,这个出舱口的舱门直径为85厘米。而此次由航天科技集团五院空间站结构与机构团队抓总研制的问天实验舱舱门,口径达到了1米,航天员出舱前,只需使用舱门门体上配套的操作手柄旋转解锁,使用助力机构消除残压,拉动舱门把手即可完成打开舱门动作了。航天员从这里进进出出,不仅更加方便了,而且还能携带大个头的设备出舱工作,舱外工作能力大大提升。

除此之外,舱门还配套了量身定制的舱门保护罩,并将舱门检漏仪作为密封的检测手段、将舱门压点开关作为状态辅助判断,全方位保障问天“大门”的安全使用。

根据在轨的使用需求不同,研制团队还将在梦天实验舱等后续任务中配备多种不同功能的舱门产品。

加长“生命线”令太空漫步更加自由

安全系绳是连接航天员与空间站的“生命线”,在航天员出舱时保护其安全。在神舟七号的出舱活动中,使用的安全系绳是固定长度的,其有效长度仅1米多。而在本次出舱活动中,神舟十四号航天员乘组有了更长的安全系绳,能更自由地进行太空漫步。

在空间站建造任务中,航天员要完成空间站设备安装、检修等出舱任务,出舱范围更大、操作难度更高、安全要求更严格,亟需研发一种长度更长且可伸缩的安全系绳机构。为此,研制团队全力开展研发工作,为航天员出舱助“一绳之力”。新型可伸缩安全系绳机构能保证航天员与空间站舱体间超过10米的安全连接,又不会对航天服产生勾挂或干涉航天员的运动,且能经受住太空中近200℃大温差、空间辐照、空间粒子等恶劣环境的考验。

与此同时,研发团队创新提出了一种巧妙的设计方案,实现了钢丝绳的恒力收放,无需电机提供回转力矩,避免了电缆的引入,保证了航天员携带的便捷性和机动性。设计人员还选用了耐空间辐照的特殊包覆材料对钢丝绳进行保护,减小缠绕过程中的阻力、避免空间辐照环境对钢丝绳产生影响以及防止钢丝绳对航天服产生钩挂;并采用了辅助排绳滑轮组引导钢丝绳排绳的设计方案,满足长寿命使用的要求。

新照明“神器”引领太空漫步

在此次出舱任务中,航天员在舱外操作时,空间站上的照明系统在漆黑的太空环境中“搭建”出的清晰明亮的作业环境令人印象深刻。据《环球时报》记者了解,在此次出舱任务中,仪表与照明分系统为航天员带来了两台新的神器:云台照明灯。

此前,空间站规划了舱外多舱段多自由度动态照明为主、固定照明为辅的,一体化、多层次、多维度照明系统。但首次应用的舱外云台照明灯则具备全覆盖角度转动功能,通过多自由度转动机构以及投光灯光学系统设计,使得航天员出舱路径以及舱外作业点的照度得到充分保障,成为航天员舱外行走的“灯塔”。

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