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“太空漫步”再現(xiàn) 航天員出艙作業(yè)有“利器”
2021年07月06日 14:08:14
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：江魚(yú) 點(diǎn)擊量：7120
2021年7月4日11時(shí)，神州十二號(hào)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(kāi)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。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】“四方上下曰宇，往古來(lái)今曰宙。”從天文到地理，從哲學(xué)到歷史，古往今來(lái)，探索宇宙從未停止。如今，從神州五號(hào)載人飛船任務(wù)圓滿(mǎn)完成，到近日神州十二號(hào)順利升天、航天員順利出艙作業(yè)，古人追夢(mèng)九天、造訪(fǎng)太空不再是浪漫幻想。
2021年7月4日11時(shí)，神州十二號(hào)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(kāi)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(wàn)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(diǎn)等多個(gè)問(wèn)題亟待分析。
首次出艙 安裝全景機(jī)器支架是重點(diǎn)
出艙是指航天員離開(kāi)載人航天器的乘員艙，單人進(jìn)入太空活動(dòng)。此前，這項(xiàng)活動(dòng)通常由機(jī)器人或自動(dòng)化技術(shù)代替。但目前能夠執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備成本較高，技術(shù)尚未成熟，無(wú)法代替人類(lèi)。相比機(jī)器而言。航天員出艙活動(dòng)效率高，自主性、應(yīng)變突發(fā)事故和意外故障能力較強(qiáng)，充分彌補(bǔ)了機(jī)器漏洞。
航天員出艙任務(wù)包括組裝類(lèi)出艙、驗(yàn)證類(lèi)出艙、維修類(lèi)出艙、有效載荷類(lèi)出艙四大類(lèi)。一般的艙外作業(yè)中，航天員主要開(kāi)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(shí)驗(yàn)、測(cè)試等工作，為今后長(zhǎng)達(dá)三個(gè)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(jī)裝支架。
事前，由于發(fā)射暴露限制，攝像機(jī)被安裝在較低的位置，視場(chǎng)角有限。入軌之后，攝像機(jī)需監(jiān)視整個(gè)艙外的情況。因此航天員要安裝攝像機(jī)支架，并借助機(jī)械臂移動(dòng)腳限位器、工具臺(tái)等。
人員技術(shù)雙重考驗(yàn) 出艙作業(yè)利器再顯神威
失重環(huán)境中圓滿(mǎn)完成安裝任務(wù)，還需借助“利器”。
出艙的一名航天員要為機(jī)械臂安裝上臂支架。該項(xiàng)任務(wù)需要航天員在太空中卸裝多個(gè)螺絲。為此，他們一共攜帶9種12個(gè)拆卸螺絲的專(zhuān)用工具。微型工作臺(tái)通過(guò)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(dòng)工具等。其中，電動(dòng)工具重達(dá)十斤，內(nèi)置元器件和電池都是宇航級(jí)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(dòng)設(shè)備。
由于艙體較大，通用把手難以一一觸及，艙外移動(dòng)扶手派上用場(chǎng)。艙外移動(dòng)扶手的長(zhǎng)度、角度均可調(diào)節(jié)，解鎖按鈕，即可移動(dòng)相應(yīng)方向。
艙外作業(yè)的同時(shí)，艙內(nèi)航天員需要操作機(jī)械臂。航天員站在機(jī)械臂上時(shí)，艙內(nèi)航天員可通過(guò)圖像、仿真軟件觀(guān)察機(jī)械臂位置，與艙外航天員直接進(jìn)行語(yǔ)音溝通。 地面人員雖然也能夠大范圍轉(zhuǎn)移機(jī)械臂，但與艙內(nèi)相比，清晰度和效率較低。
據(jù)中國(guó)航天中心的高級(jí)工程師介紹，航天員的每一步動(dòng)作、流程都進(jìn)行了地面仿真驗(yàn)證和數(shù)字驗(yàn)證，確保太空操作安全穩(wěn)定。
技術(shù)裝備考驗(yàn)外，太空環(huán)境惡劣，航天員面臨著低氣壓、強(qiáng)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(guó)航天員中心設(shè)立八大類(lèi)、一百余個(gè)針對(duì)訓(xùn)練，確保航天員出艙安全。
訓(xùn)練項(xiàng)目中關(guān)鍵一項(xiàng)是失重環(huán)境訓(xùn)練。航天員身著水下訓(xùn)練航天服，在長(zhǎng)達(dá)6個(gè)小時(shí)中，直徑23米、深10米的中性浮力水槽內(nèi)進(jìn)行建設(shè)、運(yùn)輸、維修、作業(yè)訓(xùn)練，通過(guò)水的浮力抵消航天服和人的重力，達(dá)到中性浮力，模擬失重流程。該項(xiàng)訓(xùn)練中途甚至不能吃飯、喝水。
此外，中國(guó)航天員還設(shè)置了裝備操作訓(xùn)練、出艙過(guò)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(wú)止
從“嫦娥奔月”到嫦娥探測(cè)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(guó)人千百年來(lái)探索宇宙的美好夢(mèng)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(hào)出艙任務(wù)后，中國(guó)航天員時(shí)隔13年再次執(zhí)行出艙任務(wù)，支持出艙時(shí)間從4小時(shí)增加到8小時(shí)。而此次出艙活動(dòng)檢驗(yàn)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(dòng)的奠定了重要基礎(chǔ)。接下來(lái)，三位航天員將度過(guò)三個(gè)月的太空生活，更多印記將閃耀在深遠(yuǎn)星空。
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