“鐵臂”助力飛天 “天路”連接天地 多項技術(shù)突破為出艙活動保駕護航

七月四日，在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的航天員劉伯明出艙場面 新華社記者 金立旺 攝

　　新華社北京7月4日電(記者張泉、胡喆)7月4日，經(jīng)過約7小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組圓滿完成出艙活動期間全部既定任務，我國空間站階段航天員首次出艙活動取得圓滿成功。

　　近日，從航天科技集團五院獲悉，我國在核心艙機械臂、艙外維修與輔助工具、天地通信系統(tǒng)等領(lǐng)域取得一系列技術(shù)突破，為出艙活動順利實施提供了有力保障。

　　
核心艙機械臂提供有力支撐

　　此次出艙活動首次檢驗了航天員與機械臂協(xié)同工作的能力，雄偉有力的空間站核心艙機械臂格外引人注目。

　　空間站核心艙機械臂展開長度為10.2米，最多能承載25噸的重量，是空間站任務中的“大力士”。其肩部設(shè)置了3個關(guān)節(jié)、肘部設(shè)置了1個關(guān)節(jié)、腕部設(shè)置了3個關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)對應1個自由度，具有七自由度的活動能力。

　　通過各個關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)，空間站核心艙機械臂能夠?qū)崿F(xiàn)自身前后左右任意角度與位置的抓取和操作，為航天員順利開展出艙任務提供強有力的保證。

　　除支持航天員出艙活動外，空間站核心艙機械臂還承擔艙段轉(zhuǎn)位、艙外貨物搬運、艙外狀態(tài)檢查、艙外大型設(shè)備維護等在軌任務，是目前同類航天產(chǎn)品中復雜度最高、規(guī)模最大、控制精度最高的空間智能機械系統(tǒng)。

　　據(jù)悉，航天科技集團五院在抓總研制過程中，在關(guān)鍵技術(shù)、原材料選用、制造工藝、適應空間站環(huán)境的長壽命設(shè)計等方面均取得創(chuàng)新突破，全部核心部件實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　
機械伙伴協(xié)助克服艙外作業(yè)困難

　　航天服手套充壓后操作不便、單手操作難度大、在軌防飄要求高……開展艙外作業(yè)，航天員面臨諸多挑戰(zhàn)。作為航天員執(zhí)行出艙任務的“機械伙伴”，艙外維修與輔助工具可以協(xié)助航天員有效克服這些困難。

　　艙外維修與輔助工具不僅有用于艙外設(shè)備維修的艙外電動工具、艙外扳手、通用把手等工具，也有配合航天員艙外姿態(tài)穩(wěn)定及轉(zhuǎn)換的便攜式腳限位器、艙外操作臺等輔助工具。

　　——艙外電動工具可以適應艙外復雜的真空和高低溫環(huán)境，具有定力矩擰緊、擰松的工作模式，并且設(shè)置有休眠模式。

　　——艙外通用把手可以安裝到維修設(shè)備上，用于航天員在軌維修時進行待維修設(shè)備的轉(zhuǎn)移及防漂。

　　——便攜式腳限位器設(shè)計了旋轉(zhuǎn)、俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航四個關(guān)節(jié)自由度，可協(xié)助航天員在艙外調(diào)整至執(zhí)行任務的工作姿態(tài);與之配合使用緊密的艙外操作臺，可協(xié)助航天員進行維修任務時掛放設(shè)備和維修工具，解放航天員雙手，實現(xiàn)設(shè)備或維修工具的臨時存放。

　　此次航天員出艙任務的成功實施，充分驗證了艙外維修與輔助工具在軌應用的可靠性，后續(xù)將配合航天員完成更多在軌出艙任務，是我國空間站長期在軌運行的有力保障。

　　
通信“天路”確保天地通信暢通

　　開展出艙活動，需要天地間大力協(xié)同、艙內(nèi)外密切配合，與地面建立高速及時的通信聯(lián)系至關(guān)重要。

　　航天科技集團五院研制的第三代中繼終端產(chǎn)品，通過與中繼衛(wèi)星天鏈一號和天鏈二號建立中繼鏈路，實現(xiàn)中繼通信，確保航天員與地面通信的實時暢通，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“天路”。

　　與此同時，航天科技集團五院研制的出艙通信子系統(tǒng)可實現(xiàn)艙內(nèi)外航天員之間、艙內(nèi)外航天員與地面人員之間，以及艙外航天員之間的全雙工語音通信，在航天員艙外活動范圍內(nèi)實現(xiàn)無線通信全覆蓋。

　　此外，艙外圖像傳輸子系統(tǒng)為艙外提供無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，通過出艙無線收發(fā)設(shè)備提供的“熱點”進行圖像傳輸，實現(xiàn)了對航天員出艙活動進行實時顯示、實時記錄等功能。