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焦点访谈丨天地同心 向前一步

9月1日,正在太空出差的(de)神舟十四号航天员乘组执行了首次出舱任务。这也是(shi)问天实验舱在轨运行以来的(de)第一次出舱任务,备受瞩目。两位出舱的(de)航天员陈冬、刘洋经受住了极端环境对(dui)他(ta)们(men)身体和精神的(de)极大挑战,与留在舱内的(de)蔡旭哲和地面飞行控制人(ren)员配合默契,圆满完成了这次的(de)出舱活动任务。这次出舱活动都有哪些亮点,执行过程中又有哪些新设(she)备亮相呢?

北京时间(shijian)9月2日0时33分,经过约6小时的(de)出舱活动,神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同,完成出舱活动期间全部既定任务,陈冬、刘洋安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。

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让我(wo)们(men)把目光放回到9月1日18点26分,在距离地面约400公里的(de)太空轨道上,航天员陈冬成功开启问天实验舱气闸舱出舱舱门,开始神舟十四号航天员乘组的(de)第一次舱外之旅。与神舟十二号、神舟十三号乘组从天和核心舱的(de)节点舱出舱不同,神舟十四号航天员是(shi)从问天实验舱的(de)气闸舱出舱的(de)。相较于天和核心舱的(de)节点舱,问天实验舱的(de)气闸舱内部空间更大,有将近14立方米,舱门也更加宽敞。

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航天科技(keji)集团五院、空间站系统副总设(she)计师 朱光辰:气闸舱的(de)舱门它(ta)的(de)直径是(shi)1米,原来的(de)舱门直径是(shi)850毫米,那个是(shi)能允许航天服通过的(de)最小的(de)直径,1米是(shi)相对(dui)来说更舒适的(de)一个直径。

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不仅更大更舒适,气闸舱作为一个专用的(de)出舱通道,所在的(de)位置还有不少便利之处,将成为以后航天员出舱的(de)首选。

航天科技(keji)集团五院、空间站系统副总设(she)计师 朱光辰:气闸舱的(de)位置在整个密封舱的(de)尾端,就是(shi)盲端,从这个位置进行出舱活动,对(dui)其他(ta)舱段不会有太大影响。比如说由节点舱出舱,节点舱泄压之后,整个舱就不能进去人(ren)了,整个空间站的(de)交通就要临时中断一段时间(shijian)。但是(shi)由问天舱的(de)气闸舱出舱,就不存在这个问题。

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因为是(shi)首次启用气闸舱出舱,航天员出舱顺利与否是(shi)技术人(ren)员最关注的(de)焦点。这次出舱和过去还有一个明显的(de)不同,气闸舱的(de)出舱口朝向地球,从这里出舱的(de)时候,航天员直接看到的(de)就是(shi)地球。

航天科技(keji)集团五院、空间站系统副总设(she)计师 朱光辰:两个口的(de)位置不一样,完全由空间站的(de)设(she)计和有效载荷需求的(de)设(she)计来考虑,核心舱的(de)出舱口放在朝天的(de)方向,因为朝地的(de)方向是(shi)要对(dui)接载人(ren)飞船的(de)。实验舱以实验为主,朝天方向有利于开展暴露实验,所以把这个位置留给有效载荷了,这样人(ren)出舱由对(dui)地的(de)方向出舱。

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出舱就看到地球,也给了航天员一个很明确的(de)方位感。于是(shi),神舟十四号航天员出舱后,我(wo)们(men)第一次看到这样的(de)景象:中国空间站、舱外航天员、地球、问天机械臂出现在同一个画面中。航天员出舱时,在固定好(hao)双脚的(de)限位器以后,再把舱外操作台固定到限位器所在的(de)平台上。从外观上,这次出舱所使用的(de)装备看上去和前几次差不多,但实际上,技术人(ren)员进行了不少细微的(de)优化。

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根据此前航天员出舱后的(de)反馈,这次航天员出舱所使用的(de)工具从重量、材质等都进一步进行了优化,这个舱外操作台跟过去比就轻了4公斤。一般人(ren)理解,太空上没有重力,航天员拿起来似乎并没有区别,为什么还要进行这样的(de)调整呢?

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航天科技(keji)集团五院总装与环境工程部、宇航产品(chanpin)设(she)计副主任工程师 王哲:几个主承力的(de)结构,材质进行了一定程度优化,使它(ta)整体质量,包括它(ta)的(de)质心、转动惯量都降低了。因为航天员操作的(de)时候,是(shi)扶着它(ta)最下边的(de)扶手,如果它(ta)(舱外操作台)的(de)质心越接近他(ta)手部的(de)位置就越好(hao)操作,转动惯量越小,摆动的(de)时候就更省力。

科技(keji)人(ren)员所进行的(de)一切努力都是(shi)为了航天员出舱时更有效率和更安全。这次出舱,有一项任务是(shi)安装电缆保护罩,这也是(shi)根据前几次航天员出舱时的(de)个体感受进行的(de)改进。航天员陈冬在打开舱门后,将保护罩仔细地安装在电缆上。随后,航天员出舱的(de)任务有抬升全景相机、安装扩展泵组、舱外自主转移应急返回能力验证等,这几项都是(shi)前几次出舱时航天员进行过的(de)。

航天科技(keji)集团五院、空间站系统副总设(she)计师 朱光辰:因为在舱外的(de)摄像机数量比较多,所以每个新的(de)舱段上去都有这个工作,之所以需要人(ren)去抬,是(shi)因为通过自动装置去实现会增加整个系统的(de)复杂程度,而且航天员在一开始执行舱外活动任务的(de)时候,也应该是(shi)循序渐进,从一些比较常规的(de)作业项目开始,完了之后逐渐增加复杂程度。

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出舱任务由易到难,是(shi)为了确保万无一失。无论是(shi)从流程的(de)设(she)计还是(shi)设(she)备工具的(de)改进,中国载人(ren)航天每一点细微进步都源自航天员的(de)亲身实践和科研人(ren)员的(de)精心研制。

这次出舱活动,除了航天员的(de)表现,首次亮相的(de)明星 小机械臂也非常受人(ren)关注。此前,神舟十二、十三乘组出舱时都用到了大机械臂,而这次负责舱外运送航天员活动的(de)是(shi)小机械臂。核心舱机械臂展开长度为10.2米,而小机械臂臂长近6米。

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在执行这次出舱任务前,小机械臂在地面人(ren)员的(de)支持下顺利完成了在轨测试。通过关节,小机械臂可以实现类似人(ren)类手臂的(de)运动能力,相比大机械臂末端定位精度更高,位置精度优于大臂的(de)5倍,姿态精度优于大臂的(de)2倍。未来,小机械臂还可以与大机械臂形成组合机械臂,成为航天员执行任务的(de)好(hao)帮手。

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航天科技(keji)集团五院、空间站总体研究室主任 王为:小机械臂不能转位,但它(ta)可以转移航天员,出舱的(de)时候,航天员可以站在小机械臂上去运动,现在航天员可以站在大机械臂上,也可以站在小机械臂上,甚至未来的(de)话可以让大机械臂和小机械臂连成一个15米长的(de)组合臂,站在组合臂上进行更大范围的(de)转移。

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在小机械臂的(de)助力下,这次出舱活动堪称完美。在梦天实验舱发射之后,整个空间站将有近千个科学研究项目滚动开展。在这个过程中,有一件繁重的(de)任务 将暴露在太空的(de)实验器材定期进行回收和更换,最后带回地面给科学家。有了大小机械臂的(de)精密配合,就不需要每次都辛苦航天员出舱操作了。

问天实验舱是(shi)中国空间站的(de)第一个科学实验舱。它(ta)发射入轨后,航天员已在实验舱内完成了变重力科学实验柜、科学手套箱、低温存储装置、生物技术实验柜的(de)解锁和组装。在9月1日的(de)《开学第一课》上,航天员蔡旭哲还向全国的(de)小朋友们(men)介绍了正在问天实验舱中茁壮成长的(de)水稻 小薇 。

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在期待水稻 小薇 实验顺利的(de)同时,随着中国空间站的(de)建(jian)设(she)和完善,更多的(de)科学实验将逐步展开,令人(ren)期待。

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中国科学院空间应用工程与技术中心应用发展中心主任 张伟:我(wo)们(men)的(de)规划整体相当于形成了一个完整的(de)规划,我(wo)们(men)希望在所有学科方面,包括生命、材料、流体、燃烧、天文、地球、新技术,方方面面都会开花结果,期望把空间站建(jian)成一个国家太空实验室,通过这个实验室长达10年以上稳定运行,我(wo)们(men)期望不断能产生一些科技(keji)成果,同时服务(fuwu)于人(ren)类。

自今年6月5日发射升空以来,神舟十四号航天员乘组逐步开展了大量的(de)在轨科学实验。2022年是(shi)完成中国空间站建(jian)造的(de)决战决胜之年。建(jian)造中国空间站,建(jian)成国家太空实验室是(shi)实现载人(ren)航天工程 三步走 战略的(de)重要目标,是(shi)建(jian)设(she)航天强国、科技(keji)强国的(de)重要标志。接下来的(de)10月,梦天实验舱将发射,中国空间站的(de)三个舱段将形成 T 字基本构型,完成中国空间站的(de)在轨建(jian)造。太空浩瀚,征程漫漫,中国航天人(ren)奋楫星海的(de)脚步从未停歇。

制片人(ren)丨黄洁

主编丨刘宁

编辑丨车黎 陆宇佳

摄像丨阮红宇

责编丨刘小萍 陈忠元

剪辑丨郑昱

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