太空出舱 科技护航

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　　空间站机械臂是我国航天事业发展的新领域之一，中国航天科技集团五院在关键技术、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作出了巨大的突破和创新。在研制团队的努力下，我国成功掌握大型空间机械臂核心技术并成功应用，全部核心部件实现国产化，并形成了多项国家空间机器人行业标准。

　　新一代舱外航天服——

　　舱外图像传输子系统则为舱外提供无线网络覆盖，通过出舱无线收发设备提供的网络“热点”进行图像传输，实现了航天员出舱活动的实时显示。

　　太空通信“天路”、网络“热点”——

　　舱外维修与辅助工具——

　　使用时间更长、安全可靠性更高、机动灵活性更好

图②：核心舱机械臂工作过程演示。中国航天科技集团五院供图

　　空间站航天员出舱活动属于轨道的出舱活动，所面临的是300—450公里轨道高度的空间环境，真空、失重，以90分钟为周期的±120摄氏度左右的冷热交变，还有微流尘/碎片和空间辐射。为了保证航天员在这样一个环境下能够维持正常生命活动和舱外作业，舱外服需具备环境防护、生命保障、工效保障、通信保障和安全保障五大基本功能。

　　据中国航天员中心航天服工程研究室主任、载人航天工程航天员系统副总设计师张万欣介绍，舱外服是指航天员离开母船，走入外太空或其他星球时所穿着使用的个体防护装备，根据使用环境又分为轨道出舱舱外服和星际舱外服。舱外服为航天员提供安全有效的环境防护、密闭空间的环境控制和生命保障，相当于一个小的飞行器。但与一般飞行器相比，舱外服还需要保证航天员在穿着舱外服的条件下能够完成舱外活动任务，这是其最具特色的重要功能。

　　张万欣说，目前我国在研的空间站舱外服属于轨道基舱外服，也就是舱外服运送入轨后不再返回地面，寿命周期内通过在轨维护与维修，保证状态良好，完成出舱活动任务。适体性采用一对多的方式，也就是一套舱外服通过尺寸调节后能够满足所有航天员穿着适体，大大减少了上行载荷的重量和空间站空间的占用。

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图③：微型工作台示意图。中国航天科技集团五院供图

　　核心舱机械臂——

　　“走出”航天器，到茫茫太空进行活动，具有高风险、高难度的特点。协助“神十二”航天员成功完成出舱任务，这些“利器”不可或缺。

　　舱外维修与辅助工具不仅有用于舱外设备维修的舱外电动工具、舱外扳手、通用把手等工具，也有各种配合航天员舱外姿态稳定、转换的便携式脚限位器、舱外操作台等辅助工具。便携式安全带协助航天员实现舱外作业位置设备及维修工具的防漂；与航天服直接相连的微型工作台，则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。

　　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。同时肩部与腕部各安装了一个末端执行器。作为机器臂的触手，末端执行器可以对接舱体表面安装的目标适配器，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。

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来源：人民日报 | 2021年07月06日 14:32

　　为了确保舱外维修与辅助工具的健康状态良好，满足首次出舱任务需求，在首次出舱之前，航天员已在舱内进行了维修工具的健康状态检查、使用状态设置等各项工作，确保满足出舱应用需求。

　　空间站任务中的“大力士”

　　护航出舱活动

　　我国空间站首次舱外活动中，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，也首次成功亮相。

　　此外，中国航天科技集团五院研制的出舱通信子系统实现了舱内外航天员之间、舱内外航天员与地面人员之间以及舱外航天员之间的全双工语音通信，在航天员舱外活动范围内实现无线通信全覆盖，支持多名航天员同时出舱活动时的通话功能。

　　空间站核心舱机械臂由中国航天科技集团五院抓总研制，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，主要承担舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等八大类在轨任务。核心舱机械臂展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量，堪称空间站任务中的“大力士”。

　　舱外维修与辅助工具由中国航天科技集团五院研制，可协助航天员有效克服在轨着航天服状态下，手套充压后操作不便、航天员需单手操作难度大、在轨防漂要求高等难题，具备辅助航天员在轨着航天服状态下开展舱外行走、位姿转换、设备更换、产品安全防护等多项功能，是航天员执行舱外活动必不可少的工具。