全球快播：在空間站架起“天橋”

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2022年11月17日16時50分，經(jīng)過約5.5小時的出艙活動，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動全部既定任務(wù)，航天員陳冬、蔡旭哲已安全返回空間站問天實(shí)驗(yàn)艙，出艙活動取得圓滿成功。

【資料圖】

這是空間站“T”字基本構(gòu)型組裝完成后的首次航天員出艙活動，首次檢驗(yàn)了航天員與組合機(jī)械臂協(xié)同工作的能力，進(jìn)一步驗(yàn)證了問天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙和出艙活動相關(guān)支持設(shè)備的功能性能。

接臂、搭橋、抬相機(jī)，實(shí)現(xiàn)首次跨艙段艙外行走

航天員出艙活動期間，首先完成了天和核心艙與問天實(shí)驗(yàn)艙艙間連接裝置、天和核心艙與夢天實(shí)驗(yàn)艙艙間連接裝置安裝，搭建起一座三艙間艙外行走的“天橋”，航天員蔡旭哲通過“天橋”實(shí)現(xiàn)了首次跨艙段艙外行走。此外，還完成了問天實(shí)驗(yàn)艙全景相機(jī)A抬升和小機(jī)械臂助力手柄安裝等任務(wù)，全過程順利圓滿。

據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計部空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師李學(xué)東介紹，這是空間站“T”字構(gòu)型在軌組裝完成后的首次出艙任務(wù)，航天員出艙活動的范圍已經(jīng)由單艙擴(kuò)展到三艙。為了方便航天員跨艙段爬行，此次任務(wù)要在問天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙之間、夢天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙上分別安裝一個艙間連接裝置，該裝置被形象地稱為“天橋”。

問天實(shí)驗(yàn)艙間連接裝置長度約為3.2米，重達(dá)16公斤；夢天實(shí)驗(yàn)艙間連接裝置長度約為2.6米，重達(dá)15公斤。航天員將其一端與實(shí)驗(yàn)艙連接裝置的基座連接，另一端與天和核心艙的環(huán)形扶手連接。安裝完成后，航天員可實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)艙到天和核心艙的爬行，不再需要由機(jī)械臂臨時搭橋。

除此之外，航天員還解鎖了問天實(shí)驗(yàn)艙上的全景相機(jī)，并將相機(jī)向上抬升約210毫米，使其能夠俯視整個三艙的艙外環(huán)境，視野更開闊。

組合機(jī)械臂支撐出艙任務(wù)順利實(shí)施

出艙過程中，機(jī)械臂分系統(tǒng)全程配合航天員開展出艙活動；測控與通信分系統(tǒng)在天地間搭建起暢通的通信鏈路，傳輸高清圖像和進(jìn)行天地通話等；數(shù)管分系統(tǒng)發(fā)揮“智能大腦”作用，處置一系列復(fù)雜指令；儀表與照明分系統(tǒng)為艙內(nèi)外提供環(huán)境照明和艙內(nèi)狀態(tài)顯示……

在以往的出艙任務(wù)中，航天員都是在單艙工作，各個分系統(tǒng)只需圍繞單艙工作即可。本次出艙實(shí)現(xiàn)跨艙段工作，需要三個艙段分系統(tǒng)之間的緊密配合——這也是空間站“T”字構(gòu)型成功在軌組裝完成后三艙協(xié)同的重要體現(xiàn)。

本次任務(wù)中，大、小機(jī)械臂首次聯(lián)手，形成組合機(jī)械臂，全力支撐出艙任務(wù)順利實(shí)施。組合機(jī)械臂由大機(jī)械臂、小機(jī)械臂和大小臂轉(zhuǎn)接連接件共同組成。其中，大小臂轉(zhuǎn)接連接件由大機(jī)械臂目標(biāo)適配器和小機(jī)械臂目標(biāo)適配器同原理部件組成，能夠被大機(jī)械臂和小機(jī)械臂的末端分別捕獲，捕獲之后即形成組合臂。

大臂加小臂，使組合機(jī)械臂的覆蓋半徑大為擴(kuò)展，站在天和核心艙的目標(biāo)適配器上，能夠?qū)Ρ敬稳蝿?wù)的三艙目標(biāo)進(jìn)行操作——這是單臂無法做到的。此外，相較于只有7個自由度的大、小機(jī)械臂，組合臂的自由度達(dá)到了14個，工作起來更加靈活。

不過，長度增加和自由度提高對組合臂的安全性和可靠性提出了更高的要求。中國航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計部機(jī)械臂產(chǎn)品副總師高升介紹，機(jī)械臂變長后，柔性隨之變大，在進(jìn)行目標(biāo)操作時的穩(wěn)定性控制難度增大，變長的機(jī)械臂也會增加運(yùn)動規(guī)劃的難度，同時兩臂間的運(yùn)動匹配難度增加。機(jī)械臂研制團(tuán)隊充分論證、反復(fù)試驗(yàn)，確保了組合機(jī)械臂的安全可靠，為艙外載荷照料和航天員出艙等任務(wù)提供了更強(qiáng)保障。在此之前，大機(jī)械臂已可實(shí)現(xiàn)三艙自由爬行，而小機(jī)械臂只能在指定艙段上工作。現(xiàn)在只需要通過組合機(jī)械臂，就能輕輕松松把小機(jī)械臂轉(zhuǎn)移到夢天實(shí)驗(yàn)艙，轉(zhuǎn)移之后大、小機(jī)械臂分開，小機(jī)械臂再爬到相應(yīng)的目標(biāo)適配器上完成任務(wù)。

2021年，大機(jī)械臂隨天和核心艙升空，承載力可達(dá)25噸；2022年，小機(jī)械臂隨問天實(shí)驗(yàn)艙升空，操作精度更高。二者各具特色，在本次任務(wù)中形成組合臂并發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

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