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神舟十五號(hào)航天員費(fèi)俊龍開展艙外操作。 新華社發(fā)

近日，中國空間站全面建成后的首次出艙活動(dòng)精彩上演。經(jīng)過約7小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十五號(hào)航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。

作業(yè)范圍和攀爬距離創(chuàng)新高、出艙范圍首次覆蓋空間站三艙……本次出艙任務(wù)，神舟十五號(hào)航天員乘組面臨諸多挑戰(zhàn)，也為提升空間站的科學(xué)應(yīng)用能力開辟了新的空間。

時(shí)間長 距離遠(yuǎn)

艙外活動(dòng)面臨新考驗(yàn)

神舟十五號(hào)航天員出艙活動(dòng)期間，作業(yè)時(shí)間長達(dá)7小時(shí)。航天員從問天氣閘艙出艙，來到夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙完成擴(kuò)展泵組的安裝后，隨后轉(zhuǎn)移到天和核心艙，進(jìn)行腳限位器的安裝，最后返回問天氣閘艙。

在空間站中，熱控系統(tǒng)相當(dāng)于“中央空調(diào)”，可在惡劣的太空環(huán)境中保障空間站設(shè)備正常運(yùn)行以及航天員太空生活冷暖舒適；而擴(kuò)展泵組則是熱控系統(tǒng)的“心臟”，讓空調(diào)內(nèi)的液體循環(huán)流動(dòng)起來。為了確?？臻g站穩(wěn)定運(yùn)行，艙內(nèi)艙外都要安裝泵組。

從空間站階段的首次出艙任務(wù)開始，每個(gè)航天員乘組都會(huì)在出艙時(shí)安裝腳限位器。航天員出艙后處于失重狀態(tài)，完成工作任務(wù)時(shí)，限位器可以將航天員固定在工作地點(diǎn)附近。目前，整個(gè)空間站有4個(gè)腳限位器，平時(shí)存放在氣閘艙和節(jié)點(diǎn)艙出艙口。

航天科技集團(tuán)專家介紹，這次出艙任務(wù)是空間站三艙組合體建造完成以后第一次跨三艙的大范圍作業(yè)，航天員攜帶大型物品從太陽電池翼和艙體之間的空隙經(jīng)過，充分考驗(yàn)了全系統(tǒng)保障能力。

雖然是首次漫步太空，但神舟十五號(hào)乘組的第一次出艙活動(dòng)便面臨新的考驗(yàn)。作業(yè)時(shí)間和轉(zhuǎn)移路徑長、攀爬距離遠(yuǎn)，外太空環(huán)境復(fù)雜嚴(yán)峻，溫差變化強(qiáng)烈……執(zhí)行出艙活動(dòng)的航天員身穿艙外航天服，長時(shí)間暴露在惡劣的環(huán)境中，還要進(jìn)行遠(yuǎn)距離攀爬和精細(xì)化作業(yè)，困難可想而知。

為了保障出艙任務(wù)順利完成，科研人員在地面建立了一個(gè)與真實(shí)空間站一模一樣的“數(shù)字空間站”，每次出艙任務(wù)前，科研人員都會(huì)通過模擬仿真，在數(shù)字空間站內(nèi)對(duì)出艙任務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合分析，確保出艙程序準(zhǔn)確無誤。此次出艙任務(wù)前，神舟十五號(hào)航天員在地面技術(shù)人員的配合下，借助數(shù)字孿生技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂無需真實(shí)運(yùn)動(dòng)即可開展演練。

從人出艙到貨出艙

多種出艙模式展現(xiàn)空間站實(shí)力

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，空間站貨物出艙安裝任務(wù)于前期陸續(xù)開展，后續(xù)還將持續(xù)開展貨物出艙安裝工作。從航天員出艙到貨物出艙，空間站的運(yùn)行效率越來越高。

神舟十二號(hào)、神舟十三號(hào)乘組出艙時(shí)，均通過天和核心艙前方的節(jié)點(diǎn)艙走向太空。神舟十四號(hào)和此次神舟十五號(hào)乘組，則通過問天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙“出門”。與節(jié)點(diǎn)艙相比，氣閘艙的艙門口徑從85厘米增加到了1米。航天員在身著艙外航天服的情況下，能夠更從容地?cái)y帶設(shè)備出艙工作。

與航天員出艙相比，貨物出艙又有新的特點(diǎn)和方式。據(jù)介紹，位于夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙將專供貨物出艙。夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙貨物氣閘艙通過內(nèi)部配置的一臺(tái)載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，運(yùn)送能力可達(dá)400公斤。屆時(shí)，航天員不必親自“帶貨”出艙，空間站的大、小機(jī)械臂可通過分別工作和組合工作模式，支持載荷在艙外大范圍轉(zhuǎn)移，完成問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙艙外暴露載荷部署和回收。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站團(tuán)隊(duì)專家介紹，貨物自動(dòng)出艙可有效避免航天員出艙安裝載荷帶來的任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和航天服壽命折損問題，同時(shí)節(jié)約航天員出艙活動(dòng)所占用的在軌工作時(shí)間，提高空間站在軌運(yùn)行效率。

在任務(wù)規(guī)劃上，多種出艙模式充分體現(xiàn)了中國空間站在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的先進(jìn)性，適配不同的任務(wù)需求，既能發(fā)揮有人參與的優(yōu)勢(shì)，又能最大程度提升空間站運(yùn)行效率。在空間站壽命周期內(nèi)，通過多次更換不同載荷開展艙外暴露實(shí)驗(yàn)，將為空間站后續(xù)更加高效、安全地開展各類艙外科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)大支持，進(jìn)一步提升我國空間站的科學(xué)應(yīng)用能力。

轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展階段

實(shí)驗(yàn)工作陸續(xù)開展

據(jù)中國載人航天工程辦公室此前發(fā)布的消息，神舟十五號(hào)飛行乘組在中國空間站任務(wù)期間，將重點(diǎn)開展6個(gè)方面工作——開展空間站三艙狀態(tài)長期駐留驗(yàn)證工作；完成15個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜解鎖、安裝與測(cè)試，開展涵蓋空間科學(xué)研究與應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)、航天技術(shù)等領(lǐng)域的40余項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)；實(shí)施3至4次出艙活動(dòng)，完成夢(mèng)天艙擴(kuò)展泵組和載荷暴露平臺(tái)設(shè)備安裝等工作；驗(yàn)證貨物氣閘艙出艙工作模式，與地面協(xié)同完成6次貨物出艙任務(wù)；開展常態(tài)化的平臺(tái)測(cè)試、維護(hù)及站務(wù)管理工作；開展在軌健康防護(hù)鍛煉、在軌訓(xùn)練與演練等工作。

根據(jù)計(jì)劃，后續(xù)神舟十五號(hào)航天員乘組還將開展多次出艙活動(dòng)。中國載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹，中國空間站已全面建成并轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展階段。兩個(gè)月來，神舟十五號(hào)乘組完成了夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙所有機(jī)柜的解鎖，設(shè)備安裝和測(cè)試任務(wù)，目前已陸續(xù)開展實(shí)驗(yàn)工作，為后續(xù)任務(wù)的開展奠定了良好基礎(chǔ)。