17日的出艙作業(yè)是神舟十四號(hào)乘組第三次出艙，也是中國空間站的第7次出艙任務(wù)。航天員出艙活動(dòng)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(mèng)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。
這是中國空間站組裝形成“T”字基本構(gòu)型后的首次出艙活動(dòng)。跟此前的出艙活動(dòng)相比，這一次艙外活動(dòng)對(duì)航天員的操作復(fù)雜度以及精細(xì)度提出了更高的要求。專家介紹，前6次出艙主要完成了出艙工具箱、擴(kuò)展泵組、電纜防護(hù)板等的安裝工作，抬升了部分全景相機(jī)，驗(yàn)證了相關(guān)技術(shù)，為支持后續(xù)航天員出艙打下了良好的基礎(chǔ)。
后續(xù)航天員出艙，每個(gè)乘組都會(huì)有出艙任務(wù)，可能主要是面向一個(gè)是后續(xù)艙外載荷的一個(gè)安裝和照料，同時(shí)還有一個(gè)航天員還要出艙進(jìn)行核心艙上太陽翼的一個(gè)轉(zhuǎn)移工作，轉(zhuǎn)到問天和夢(mèng)天的一個(gè)尾部。
目前，中國空間站正在進(jìn)行組合體在軌測(cè)試。不久之后，神舟十五號(hào)乘組將進(jìn)入空間站，并和神舟十四號(hào)乘組在太空中完成交接班，隨后，神舟十四號(hào)乘組將完成此次長達(dá)半年的太空之旅，返回地球。
中國空間站“T”字構(gòu)型特殊而復(fù)雜，要順利完成從一個(gè)艙段的外壁轉(zhuǎn)移至另一個(gè)艙段的多項(xiàng)艙外任務(wù)，對(duì)于身著厚重航天服的航天員來說具有一定挑戰(zhàn)。為了讓航天員自在“穿梭”于艙段間完成各項(xiàng)艙外任務(wù)，搭建一條艙間轉(zhuǎn)移路徑成為首選。為此，研制團(tuán)隊(duì)為空間站設(shè)計(jì)了靈活安全的太空“天橋”艙間連接裝置。這是目前空間站上行的最長的艙外工具，是跨艙開展空間在軌維修作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。
問天實(shí)驗(yàn)艙艙間連接裝置長度約為3.2米，重達(dá)16公斤;夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙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)艙的連接裝置基座連接，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，不再需要用機(jī)械臂臨時(shí)搭橋。
艙間連接裝置既要滿足天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙分別與問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙之間的遠(yuǎn)距離連接長度需求，又要充分考慮發(fā)射過程中上行存儲(chǔ)空間對(duì)產(chǎn)品尺寸的限制，還要方便航天員出艙安裝。
研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多輪研究，最終確定了折疊上行、出艙展開的技術(shù)方案，即上行時(shí)采用折疊后裝入貨包的方案，既能夠滿足空間要求，也可以在上行期間對(duì)產(chǎn)品妥善保護(hù);航天員出艙活動(dòng)時(shí)，通過便捷操作即可將其展開，并架設(shè)在兩個(gè)艙段之間。
作為太空“天橋”，艙間連接裝置還具備高可靠性、對(duì)航天員無干涉等特點(diǎn)。據(jù)介紹，整個(gè)裝置共設(shè)計(jì)了13道鎖，尤其在裝置兩端與艙體的安裝接口處均設(shè)計(jì)有4道鎖，確保連接處絕對(duì)可靠。此外，鎖定開關(guān)的撥片、裝置主體結(jié)構(gòu)上的標(biāo)準(zhǔn)件都經(jīng)過了精心設(shè)計(jì)，有效避免了航天員轉(zhuǎn)移過程中誤碰，確保出艙任務(wù)圓滿完成。
值得一提的是，在以往的出艙任務(wù)中，航天員都是在單艙工作，測(cè)控與通信分系統(tǒng)、數(shù)管分系統(tǒng)、機(jī)械臂分系統(tǒng)等只需圍繞單艙工作。本次出艙首次實(shí)現(xiàn)跨艙段工作，需要三個(gè)艙段分系統(tǒng)之間緊密配合。這也是空間站“T”字構(gòu)型在軌組裝完成后三艙協(xié)同的重要體現(xiàn)。
本次任務(wù)中，組合機(jī)械臂首次聯(lián)手托舉航天員。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。在此之前，天和核心艙上的大機(jī)械臂已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)三艙自由爬行，而問天實(shí)驗(yàn)艙上的小機(jī)械臂只能在指定艙段上工作。
空間站組裝形成“T”字基本構(gòu)型后，航天員出艙活動(dòng)中在艙壁上的爬行距離對(duì)比以往將會(huì)更長，因此機(jī)械臂支持轉(zhuǎn)移的范圍將需要更大?！癟”字構(gòu)型下，氣閘艙是在問天艙的末端，相當(dāng)于是在“T”字構(gòu)型的一個(gè)末端。機(jī)械臂帶人到各個(gè)作業(yè)點(diǎn)，它的路徑轉(zhuǎn)移會(huì)比以前更長，所以機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也會(huì)更長。
大臂加小臂，可以使組合機(jī)械臂的覆蓋半徑大為擴(kuò)展。組合機(jī)械臂還可以輕輕松松把小機(jī)械臂轉(zhuǎn)移到夢(mèng)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)。此外，相較于只有7個(gè)自由度的大、小機(jī)械臂，組合臂的自由度達(dá)到14個(gè)，工作起來更加靈活自由。
太空出艙后，航天員將面臨太空空間環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)。因此，進(jìn)行出艙活動(dòng)時(shí)與地面建立高速及時(shí)的測(cè)控通信尤為重要。由航天科技集團(tuán)五院西安分院為空間站問天實(shí)驗(yàn)艙研制的中繼終端為此次航天員太空出艙提供了全程測(cè)控通信保障。
據(jù)了解，西安分院研制的第三代中繼終端產(chǎn)品通過與中繼衛(wèi)星天鏈一號(hào)和天鏈二號(hào)建立中繼鏈路，實(shí)現(xiàn)中繼通信。這就好比在太空中搭建了地面與中繼衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星與航天員之間的通信“太空天路”。
通過搭建“太空天路”實(shí)現(xiàn)對(duì)問天實(shí)驗(yàn)艙的遠(yuǎn)程操控。問天實(shí)驗(yàn)艙中繼終端與中繼衛(wèi)星組成的天基測(cè)控通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程駕駛”的關(guān)鍵，中繼終端以及多顆中繼衛(wèi)星的載荷產(chǎn)品全部由西安分院承擔(dān)研制。
通過中繼終端建立的天基測(cè)控通信系統(tǒng)建成后，將地面對(duì)問天實(shí)驗(yàn)艙以及空間站的測(cè)控覆蓋率提高至90%以上。載人航天工程原有的地面測(cè)控站、海上測(cè)控站測(cè)控覆蓋率較小，如今則實(shí)現(xiàn)了幾乎100%的測(cè)控覆蓋率，讓航天員與地面始終保持通信。
通過中繼終端搭建的天基測(cè)控通信系統(tǒng)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)天舟五號(hào)、神舟十四號(hào)、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙和空間站天和核心艙的“遠(yuǎn)程駕駛”，對(duì)整個(gè)空間站的飛行器同時(shí)進(jìn)行通信測(cè)控，所建立的星間鏈路可以實(shí)時(shí)向地面?zhèn)鬏斀粫?huì)對(duì)接畫面等數(shù)據(jù)。
十年來，中國空間站核心艙、問天和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙完成了從設(shè)計(jì)、制造到測(cè)試的全過程，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全部國產(chǎn)化、原材料全部國產(chǎn)化、關(guān)鍵核心元器件100%自主可控。勇攀高峰的中國航天將“太空之家”的夢(mèng)想逐漸從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，再生生保系統(tǒng)、航天員出艙服、艙外機(jī)械臂、柔性太陽翼，一項(xiàng)項(xiàng)創(chuàng)新成果閃耀太空。
中國空間站的建成和運(yùn)營是我國成為創(chuàng)新型國家的一個(gè)重要標(biāo)志。站在新的歷史起點(diǎn)，黨的二十大報(bào)告提出了加快建設(shè)航天強(qiáng)國的目標(biāo)，中國航天正在以新的偉大奮斗開啟新的征程。號(hào)角已經(jīng)吹響。中國航天必將以昂揚(yáng)的姿態(tài)奮力譜寫中國航天事業(yè)發(fā)展的新篇章。
來源：新華網(wǎng)、中新網(wǎng)、央視新聞客戶端等綜合
