天天觀熱點：神舟十四號航天員首次從問天實驗艙氣閘艙“出門”

昨日18時26分，航天員陳冬成功開啟問天實驗艙氣閘艙出艙艙門，至19時09分，航天員陳冬、航天員劉洋成功出艙。這是在北京航天飛行控制中心拍攝的航天員陳冬（上）、劉洋（下）開展艙外操作的畫面。 新華社發(fā)（李杰 攝）

9月1日18時26分，航天員陳冬成功開啟問天實驗艙氣閘艙出艙艙門。至19時09分，航天員陳冬、航天員劉洋成功出艙。航天員蔡旭哲在核心艙內(nèi)配合支持兩名出艙航天員開展艙外操作。此次出艙活動，三人將配合完成問天實驗艙擴展泵組安裝、問天實驗艙全景相機抬升、艙外自主轉(zhuǎn)移應急返回能力驗證等各項既定任務。

這是我國航天員首次從問天實驗艙氣閘艙出艙實施艙外活動，也是陳冬、劉洋首次執(zhí)行出艙活動任務。

(資料圖)

記者從中國航天科技(000901)集團五院（下稱航天五院）獲悉，相比此前，此次出艙活動，在細節(jié)上有了新的變化。

變化1

出艙門更大 出入更輕松

神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時，通過的門是位于空間站核心艙節(jié)點艙的出艙口，艙門口徑為85厘米。而本次任務，航天員首次從問天實驗艙的氣閘艙“出門”。這個氣閘艙不僅空間更大，艙門口徑更是達到了1米，讓航天員在身著艙外航天服的情況下，能夠更加從容地攜帶設備出入“家門”。

這個更大的“大門”由航天五院空間站結構與機構團隊抓總研制，看似是簡單的幾何尺寸增大，其實是一項“剛”與“柔”的平衡。研制團隊利用杠桿放大原理尋找平衡點，在保持航天員操作力不變的條件下使得直徑1米的艙門實現(xiàn)密封。

1米艙門雖然復雜，但航天員要打開艙門卻非常簡單。艙門設計團隊將復雜的功能落實到了產(chǎn)品的操作細節(jié)中，航天員出艙前，只需使用艙門門體上配套的操作手柄旋轉(zhuǎn)解鎖，使用助力機構消除殘壓，拉動艙門把手即可完成打開艙門動作。

艙門還配套了量身定制的艙門保護罩，并將艙門檢漏儀作為密封的檢測手段、將艙門壓點開關作為狀態(tài)輔助判斷，全方位保障問天“大門”的安全使用。

航天五院介紹，未來，問天實驗艙的氣閘艙將成為整個空間站系統(tǒng)的主要出艙通道。

變化2

安全系繩更長 不會和航天服產(chǎn)生鉤掛

安全系繩是連接航天員與空間站的“生命線”，在航天員出艙時保護其安全。在神舟七號的出艙活動中，使用的安全系繩是固定長度，其有效長度僅1米多。本次出艙活動中，神舟十四號航天員乘組有了更長的安全系繩，能更自由地進行“太空漫步”。

在空間站建造任務中，航天員要完成空間站設備安裝、檢修等出艙任務，出艙范圍更大、操作難度更高、安全要求更嚴格，亟須研發(fā)一種長度更長且可伸縮的安全系繩機構。這得益于研制的可伸縮安全系繩機構。

為此，航天五院529廠研制團隊研制了一種新型可伸縮安全系繩機構。該機構能保證航天員與空間站艙體間超過10米的安全連接，又不會對航天服產(chǎn)生鉤掛和干涉航天員的運動，且能經(jīng)受住太空中近200℃大溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環(huán)境的考驗。

同時，研發(fā)團隊創(chuàng)新提出了一種巧妙的設計方案，實現(xiàn)了鋼絲繩的恒力收放，無需電機提供回轉(zhuǎn)力矩，避免了電纜的引入，保證了航天員攜帶的便捷性和機動性。

設計人員還選用了耐空間輻照的特殊包覆材料對鋼絲繩進行保護，減小纏繞過程中的阻力、避免空間輻照環(huán)境對鋼絲繩產(chǎn)生影響以及防止鋼絲繩對航天服產(chǎn)生鉤掛。同時，采用了輔助排繩滑輪組引導鋼絲繩排繩的設計方案，滿足長壽命使用的要求。

變化3

照明燈數(shù)量增多 照明有了充分保障

在此次出艙直播畫面中，觀眾可以清晰明亮地看到航天員的艙外操作。航天五院透露，這是因為儀表與照明分系統(tǒng)為航天員帶來了兩臺新的神器：云臺照明燈。

空間站規(guī)劃了艙外多艙段多自由度的動態(tài)照明為主、固定照明為輔的一體化、多層次、多維度照明系統(tǒng)。

據(jù)了解，隨問天實驗艙發(fā)射的艙外云臺照明燈，具備全覆蓋角度轉(zhuǎn)動功能。該燈是空間站首次在軌應用的照明設備，通過多自由度轉(zhuǎn)動機構以及投光燈光學系統(tǒng)設計，使得航天員出艙路徑以及艙外作業(yè)點的照度得到充分保障，成為航天員艙外行走的“燈塔”。

變化4

艙外維修工具升級 出艙維修更加得心應手

由于發(fā)射時火箭對航天器的相關限制，相機抬升支架等艙外結構不能直接展開到位，需要后續(xù)由航天員出艙進行調(diào)整與維護。艙外維修工具就像航天員的“機械伙伴”，直接影響出艙任務能否順利進行。

此次航天五院總裝與環(huán)境工程部艙外維修工具研制團隊結合航天員以往的使用體驗反饋，為艙外的電動工具做了升級。

由于航天員身著厚重的出艙服，且只能單手操作艙外電動工具，設計師需要對每一個抓握、按壓、旋擰操作進行反復研究以保證任務順暢推進。出艙任務處于艙外復雜的真空和高低溫交變環(huán)境中，艙外電動工具集電路、電機、電源、熱控、機構等組件于一體，設計師需要保障所有組件正常穩(wěn)定。

為此，該研制團隊通過復核航天員在軌仿真位姿變化的每一幅場景，精準定位艙外電動工具在軌應用的20余種溫度變化工況，最終圓滿完成艙外電動工具的設計工作。

此外，設計師還對艙外操作臺的材質(zhì)進行了更改，使得其質(zhì)心降低、轉(zhuǎn)動慣量有效減小；對安裝端頭進行了形狀優(yōu)化，便于航天員更順暢地把艙外操作臺插入工具箱的安裝座內(nèi)。

新京報記者 張建林