近日，神舟十四號乘組完成首次出艙活動。從(cong) 2008年神舟七號航天員翟誌剛第一次實現太空出艙活動，到2021年神舟十二號乘組實現空間站階段的首次出艙，再到神舟十三號、神舟十四號乘組連續進行太空行走……迄今為(wei) 止，中國已成功實施6次航天員出艙活動。每次出艙都有新看點和新驚喜，為(wei) 中國航天留下了諸多“名場麵”。

　　中國航天員出艙活動經曆了怎樣的發展與(yu) 變化？新技術的應用如何讓太空行走更安全、更舒適？

　　從(cong) 19分鍾到6小時

　　時間更久任務更重

　　2008年9月27日，神舟七號航天員翟誌剛在劉伯明、景海鵬的密切配合下，完成了中國人的首次太空行走。耗時19分35秒的出艙活動中，翟誌剛取回了飛船艙外搭載的固體(ti) 潤滑材料以及太陽能電池基板試樣。

　　首次成功實施空間出艙活動，讓中國成為(wei) 世界上第三個(ge) 獨立掌握空間出艙關(guan) 鍵技術的國家。這一關(guan) 鍵技術的突破，也為(wei) 空間站建造奠定了堅實的基礎。

　　時隔13年後，2021年7月4日，神舟十二號航天員劉伯明、湯洪波成功出艙。約7個(ge) 小時的出艙活動中，艙內(nei) 艙外航天員協同配合，完成了艙外活動相關(guan) 設備組裝、全景相機抬升等任務；2021年11月8日，經過約6.5小時的出艙活動，神舟十三號航天員安全返回天和核心艙，翟誌剛再次上演“太空漫步”，王亞(ya) 平邁出了中國女性艙外太空行走的第一步；日前，神舟十四號航天員陳冬、劉洋在約6小時的出艙活動中共同完成了問天實驗艙擴展泵組安裝、問天實驗艙全景相機抬升、艙外自主應急返回驗證等任務……

　　航天員出艙活動是中國空間站任務的重中之重，空間站艙外建造以及艙外設備安裝、維護、維修、更換和試驗樣品回收等，都需要出艙活動。出艙人數更多、出艙時間更長、出艙任務更重……與(yu) 神舟七號相比，空間站階段的航天員出艙時間由半小時提升到6小時以上，艙外作業(ye) 任務量加大、難度提升，連續的出艙活動，展現了中國航天事業(ye) 的奮進步伐。

　　從(cong) 節點艙到氣閘艙

　　出艙行走更從(cong) 容

　　神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時，均通過天和核心艙前方的節點艙出艙。此次神舟十四號乘組出艙，則首次通過問天實驗艙氣閘艙“出門”。與(yu) 節點艙相比，氣閘艙的艙門口徑從(cong) 85厘米增加到了1米。航天員在身著艙外航天服的情況下，能夠更從(cong) 容地攜帶設備出艙工作。

　　看似簡單的尺寸增大，其實是一項“剛”與(yu) “柔”的平衡。此次出艙的艙門作為(wei) 航天器機構中的複雜產(chan) 品，涵蓋密封、傳(chuan) 動、鎖緊、導向、潤滑、人機工效等學科。艙門設計團隊將這些複雜的功能落實到產(chan) 品的操作細節中。例如，為(wei) 了保障問天實驗艙“大門”的安全使用，艙門配套了量身定製的艙門保護罩，並將艙門檢漏儀(yi) 作為(wei) 密封的檢測手段，將艙門壓點開關(guan) 作為(wei) 狀態輔助判斷。

　　問天實驗艙氣閘艙的研製，離不開神舟七號的開拓先行——為(wei) 了突破出艙技術，科研人員重新為(wei) 神舟七號飛船軌道艙增加了氣閘艙功能，並在太空成功應用，為(wei) 空間站氣閘艙研製奠定了基礎。如今，航天員出艙前，隻需使用艙門門體(ti) 上配套的操作手柄旋轉解鎖，使用助力機構消除殘壓，拉動艙門把手即可完成打開艙門的動作。

　　未來，問天實驗艙氣閘艙將成為(wei) 航天員出艙的主要“通道”。而一旦氣閘艙在出艙過程中出現問題，航天員仍可通過作為(wei) 備份的節點艙回到艙內(nei) ，保證出艙活動安全可靠。

　　保障生命安全和支持艙外活動的艙外航天服，也在曆次出艙活動中不斷升級。神舟七號任務時，科研人員在短期內(nei) 研製出中國第一件艙外航天服。13年後的神舟十二號出艙任務時，新一代艙外航天服已有了很多改進，改變了結構設計、提高了服裝使用壽命及人服能力，具有使用時間更長、安全可靠性更高、機動靈活性更好、測試維修性更強等特點。通過空間站階段的太空行走，充分驗證了新一代艙外航天服的性能。

　　從(cong) 1米到10米

　　“一繩之力”讓航天員走得更遠

　　在太空行走過程中，安全繩是連接出艙航天員與(yu) 空間站的“生命線”——空間站的可伸縮安全係繩機構，為(wei) 航天員順利出艙活動助“一繩之力”。

　　神舟七號任務時，翟誌剛所使用的安全係繩為(wei) 固定長度，其有效長度僅(jin) 有1米多，活動範圍有限。而在空間站建設任務中，航天員要完成空間站設備安裝、檢修等出艙任務，出艙範圍更大、操作難度更高、安全要求更嚴(yan) 格，需研發一種長度更長且可伸縮的安全係繩機構——既要保證航天員與(yu) 空間站艙體(ti) 間超過10米的安全連接，又不會(hui) 對航天服產(chan) 生勾掛或幹涉航天員的運動，還要經受住太空中近200攝氏度的大溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環境的考驗。

　　為(wei) 此，中國航天科技集團五院529廠研製團隊憑借豐(feng) 富的空間機構產(chan) 品設計能力，針對長距離以及空間環境適應性的設計需求，創新設計方案，實現了鋼絲(si) 繩的恒力收放，無需電機提供回轉力矩，避免了電纜的引入，保證了航天員攜帶的便捷性和機動性。

　　同時，為(wei) 減小纏繞過程中的阻力、避免空間輻照環境對鋼絲(si) 繩產(chan) 生影響以及防止鋼絲(si) 繩對航天服產(chan) 生勾掛，設計人員選用耐空間輻照的特殊包覆材料對鋼絲(si) 繩進行保護，確保機構的使用安全。為(wei) 滿足長壽命使用的要求，還采用了輔助排繩滑輪組引導鋼絲(si) 繩排繩的設計方案，並通過大量試驗驗證，確保10餘(yu) 米長鋼絲(si) 繩在機構的狹小空間裏上萬(wan) 次、重複性的有序纏繞。

　　從(cong) 大臂到組合臂

　　機械臂分工合作更給力

　　與(yu) 神舟七號任務相比，空間站階段出艙活動的一大特點是航天員與(yu) 艙外機械臂的配合。空間站機械臂承擔將航天員及相關(guan) 設備工具運送至作業(ye) 點，並支持航天員完成後續操作任務的職責。

　　在神舟十二號和神舟十三號任務的4次出艙活動中，航天員通過與(yu) 核心艙的大機械臂配合，完成了一係列艙外任務。而在神舟十四號首次出艙任務中，問天實驗艙上搭載的小機械臂首次亮相，將航天員準確、穩定轉運至作業(ye) 點。

　　機械臂是中國空間站的明星部件之一。作為(wei) 中國航天事業(ye) 發展的新領域，機械臂融合了機、電、熱、控製、光學等多項技術。小機械臂的主要功能和大機械臂類似，它能真實模擬人手臂的靈活轉動，通過旋轉結構在任何角度和部位抓取物體(ti) ，也能夠在問天實驗艙表麵進行爬行。

　　與(yu) 大機械臂相比，小機械臂有不少新特點。形態上更加精巧，重量和長度均約為(wei) 大臂的一半，負載能力約為(wei) 大臂的1/8，運動和操控靈活；操作上更加精準，小臂的末端定位精度更高，位置精度、姿態精度優(you) 於(yu) 大臂，能夠完成精度要求更高的精細操作。大小兩(liang) 個(ge) 機械臂分工各有側(ce) 重，又相互配合，可滿足空間站任務的需求。

　　按照規劃，在後續任務中，問天實驗艙機械臂將在太空中與(yu) 核心艙機械臂完成“大小臂在軌組合”的亮眼操作。屆時，小臂可被大臂抓取形成組合機械臂，可達範圍將拓展至14.5米，活動範圍覆蓋空間站3個(ge) 艙段。如後續需要在艙外安裝設備，可以通過貨運飛船上行至夢天實驗艙的貨物氣閘艙，通過組合臂的抓取和轉移，完成在艙外載荷平台上的安裝。此外，大小機械臂還可協同開展艙外操作任務，完成互巡互檢的自身維護工作，有效提高機械臂係統的可靠性。（劉 嶢）