央視網(wǎng)消息(焦點(diǎn)訪(fǎng)談):9月1日,正在太空出差的神舟十四號(hào)航天員乘組執(zhí)行了首次出艙任務(wù)。這也是問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙在軌運(yùn)行以來(lái)的第一次出艙任務(wù),備受矚目。兩位出艙的航天員陳冬、劉洋經(jīng)受住了極端環(huán)境對(duì)他們身體和精神的極大挑戰(zhàn),與留在艙內(nèi)的蔡旭哲和地面飛行控制人員配合默契,圓滿(mǎn)完成了這次的出艙活動(dòng)任務(wù)。這次出艙活動(dòng)都有哪些亮點(diǎn),執(zhí)行過(guò)程中又有哪些新設(shè)備亮相呢?
北京時(shí)間9月2日0時(shí)33分,經(jīng)過(guò)約6小時(shí)的出艙活動(dòng),神舟十四號(hào)航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同,完成出艙活動(dòng)期間的全部既定任務(wù),陳冬、劉洋安全返回問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙,出艙活動(dòng)取得圓滿(mǎn)成功。
讓我們把目光放回到9月1日的18時(shí)26分,在距離地面約400公里的太空軌道上,航天員陳冬成功開(kāi)啟問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙出艙艙門(mén),開(kāi)始了神舟十四號(hào)航天員乘組的第一次艙外之旅。與神舟十二號(hào)、神舟十三號(hào)乘組從天和核心艙的節(jié)點(diǎn)艙出艙不同,神舟十四號(hào)航天員是從問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙出艙的。相較于天和核心艙的節(jié)點(diǎn)艙,問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙內(nèi)部空間更大,有將近14立方米,艙門(mén)也更加寬敞。
航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰說(shuō):“氣閘艙的艙門(mén)直徑是1米,原來(lái)的艙門(mén)直徑是850毫米,是允許航天服通過(guò)的最小直徑,1米是相對(duì)來(lái)說(shuō)更舒適的一個(gè)直徑。”
不僅更大更舒適,氣閘艙作為一個(gè)專(zhuān)用的出艙通道,所在的位置還有不少便利之處,將成為以后航天員出艙的首選。
朱光辰說(shuō):“氣閘艙的位置在整個(gè)密封艙的尾端,就是盲端,從這個(gè)位置進(jìn)行出艙活動(dòng),對(duì)其他艙段不會(huì)有太大影響。比如說(shuō)由節(jié)點(diǎn)艙出艙,節(jié)點(diǎn)艙泄壓之后,整個(gè)艙就不能進(jìn)人了,整個(gè)空間站的交通就要臨時(shí)中斷一段時(shí)間。但是由問(wèn)天的氣閘艙出艙,就不存在這個(gè)問(wèn)題。”
因?yàn)槭鞘状螁⒂脷忾l艙出艙,航天員出艙順利與否是技術(shù)人員最關(guān)注的焦點(diǎn)。這次出艙和過(guò)去還有一個(gè)明顯的不同,氣閘艙的出艙口朝向地球,從這里出艙的時(shí)候,航天員直接看到的就是地球。
朱光辰說(shuō):“兩個(gè)口的位置不一樣,完全由空間站的設(shè)計(jì)和有效載荷需求的設(shè)計(jì)來(lái)考慮,核心艙的出艙口放在朝天的方向,因?yàn)槌氐姆较蛞獙?duì)接載人飛船。實(shí)驗(yàn)艙以實(shí)驗(yàn)為主,朝天方向有利于開(kāi)展暴露實(shí)驗(yàn),所以把這個(gè)位置留給有效載荷了,這樣人出艙由對(duì)地的方向出艙。”
出艙就看到地球,這也給了航天員一個(gè)很明確的方位感。于是,神舟十四號(hào)航天員出艙后,我們第一次看到這樣的景象:中國(guó)空間站、艙外航天員、地球、問(wèn)天機(jī)械臂出現(xiàn)在同一個(gè)畫(huà)面中。航天員出艙時(shí),在固定好雙腳的限位器以后,再把艙外操作臺(tái)固定到限位器所在的平臺(tái)上。從外觀(guān)上,這次出艙所使用的裝備看上去和前幾次差不多,但實(shí)際上,技術(shù)人員進(jìn)行了不少細(xì)微的優(yōu)化。
根據(jù)此前航天員出艙后的反饋,這次航天員出艙所使用的工具從重量、材質(zhì)等都進(jìn)一步進(jìn)行了優(yōu)化,這個(gè)艙外操作臺(tái)跟過(guò)去比就輕了四公斤。一般人理解,太空上沒(méi)有重力,航天員拿起來(lái)似乎并沒(méi)有區(qū)別,為什么還要進(jìn)行這樣的調(diào)整呢?
航天科技集團(tuán)五院總裝與環(huán)境工程部宇航產(chǎn)品設(shè)計(jì)副主任工程師王哲說(shuō):“幾個(gè)主承力的結(jié)構(gòu),材質(zhì)這次進(jìn)行了一定程度優(yōu)化,使整體質(zhì)量,包括它的質(zhì)心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都降低了。因?yàn)楹教靻T操作的時(shí)候,是扶著它最下邊的扶手,艙外操作臺(tái)的質(zhì)心越接近手部的位置就越好操作,慣量越小,擺動(dòng)的時(shí)候就更省力。”
科技人員所進(jìn)行的一切努力都是為了航天員出艙時(shí)更有效率和更安全。這次出艙,有一項(xiàng)任務(wù)是安裝電纜保護(hù)罩,這也是根據(jù)前幾次航天員出艙時(shí)的個(gè)體感受進(jìn)行的改進(jìn)。
航天員陳冬在打開(kāi)艙門(mén)后,將保護(hù)罩仔細(xì)地安裝在電纜上。隨后,航天員出艙的任務(wù)有抬升全景相機(jī)、安裝拓展泵組、艙外自主轉(zhuǎn)移應(yīng)急返回能力驗(yàn)證等,這幾項(xiàng)都是前幾次出艙時(shí)航天員進(jìn)行過(guò)的。
朱光辰說(shuō):“因?yàn)榕撏獾臄z像機(jī)數(shù)量比較多,所以每個(gè)新的艙段上去都有這個(gè)工作,之所以需要人去抬,是因?yàn)橥ㄟ^(guò)自動(dòng)裝置去實(shí)現(xiàn)會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度,而且航天員在一開(kāi)始執(zhí)行艙外活動(dòng)任務(wù)的時(shí)候,也應(yīng)該是循序漸進(jìn),從一些比較常規(guī)的作業(yè)項(xiàng)目開(kāi)始,完了之后逐漸增加復(fù)雜程度。”
出艙任務(wù)由易到難,是為了確保萬(wàn)無(wú)一失。無(wú)論是從流程的設(shè)計(jì)還是設(shè)備工具的改進(jìn),中國(guó)載人航天的每一點(diǎn)細(xì)微進(jìn)步都源自于航天員的親身實(shí)踐和科研人員的精心研制。
這次出艙活動(dòng),除了航天員的表現(xiàn),首次亮相的明星——小機(jī)械臂也非常受人關(guān)注。此前,神舟十二、十三乘組出艙時(shí)都用到了大機(jī)械臂,而這次負(fù)責(zé)艙外運(yùn)送航天員活動(dòng)的是小機(jī)械臂。核心艙機(jī)械臂展開(kāi)的長(zhǎng)度為10.2米,而小機(jī)械臂臂長(zhǎng)近6米。
在執(zhí)行這次出艙任務(wù)前,小機(jī)械臂在地面人員的支持下順利完成了在軌測(cè)試。這是小機(jī)械臂關(guān)節(jié)1的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景,通過(guò)關(guān)節(jié),小機(jī)械臂可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似人類(lèi)手臂的運(yùn)動(dòng)能力,相比大機(jī)械臂末端定位精度更高,位置精度優(yōu)于大臂的五倍,姿態(tài)精度優(yōu)于大臂的兩倍。未來(lái),小機(jī)械臂還可以與大機(jī)械臂形成組合機(jī)械臂,成為航天員執(zhí)行任務(wù)的好幫手。
航天科技集團(tuán)五院空間站總體研究室主任王為說(shuō):“小機(jī)械臂不能轉(zhuǎn)位,但它可以轉(zhuǎn)移航天員,出艙的時(shí)候,航天員可以站在小機(jī)械臂上去運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在航天員可以站在大機(jī)械臂上,也可以站在小機(jī)械臂上,甚至未來(lái)的話(huà)可以讓大機(jī)械臂和小機(jī)械臂連成一個(gè)15米長(zhǎng)的組合臂,站在組合臂上進(jìn)行更大范圍的轉(zhuǎn)移。”
在小機(jī)械臂的助力下,這次出艙活動(dòng)堪稱(chēng)完美。
在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射之后,整個(gè)空間站將有近千個(gè)科學(xué)研究項(xiàng)目滾動(dòng)開(kāi)展。在這個(gè)過(guò)程中,有一件繁重的任務(wù)——將暴露在太空的實(shí)驗(yàn)器材定期進(jìn)行回收和更換,最后帶回地面給科學(xué)家。有了大小機(jī)械臂的精密配合,就不需要每次都辛苦航天員出艙操作了。
問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙是中國(guó)空間站的第一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙。它發(fā)射入軌后,航天員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)完成了變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱、低溫存儲(chǔ)裝置、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜的解鎖和組裝。在9月1日的《開(kāi)學(xué)第一課》上,航天員蔡旭哲還給全國(guó)的小朋友們介紹了正在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙中茁壯成長(zhǎng)的水稻“小薇”。
在期待水稻“小薇”實(shí)驗(yàn)順利的同時(shí),隨著中國(guó)空間站的建設(shè)和完善,更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)將逐步展開(kāi),令人期待。
中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心應(yīng)用發(fā)展中心主任張偉說(shuō):“我們的規(guī)劃整體相當(dāng)于形成了一個(gè)完整的規(guī)劃,我們希望在所有學(xué)科方面,包括生命、材料、流體、燃燒、天文、地球、新技術(shù),方方面面都會(huì)開(kāi)花結(jié)果,期望把空間站建成國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)達(dá)10年以上穩(wěn)定運(yùn)行,我們期望不斷能產(chǎn)生一些科技成果,同時(shí)服務(wù)于人類(lèi)。”
自今年6月5日發(fā)射升空以來(lái),神舟十四號(hào)航天員乘組逐步開(kāi)展了大量的在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)。2022年是完成中國(guó)空間站建造的決戰(zhàn)決勝之年。建造中國(guó)空間站,建成國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室是實(shí)現(xiàn)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的重要目標(biāo),是建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。接下來(lái)的10月,夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將發(fā)射,中國(guó)空間站的三個(gè)艙段將形成“T”字基本構(gòu)型,完成中國(guó)空間站的在軌建造。太空浩瀚,征程漫漫,中國(guó)航天人奮楫星海的腳步從未停歇。
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