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太空驻留3个月间,神舟十二号航天员如何执行两次出舱活动?

揭秘新型“飞天”舱外服

6月23日,“神十二”航天员与地面进行天地通话的直播中,展示了航天员刘伯明、汤洪波开展舱外航天服的手套安装与测试等工作的情景。央视视频截图

  神舟十二号飞船6月17日发射升空,3名航天员被送到空间站天和核心舱内。首批进驻天和核心舱的航天员,将在太空驻留3个月时间。其间,将执行两次出舱活动和操作机械臂等一系列技术验证试验。
  两次出舱活动如何执行?如何安装有关设备,并进行首次人和机械臂的协同配合?如何用机械臂把航天员载到舱外作业点附近工作?专家对此进行了解读。

关注1
“神十二”出舱活动什么样?

  全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩表示,“神十二”的出舱活动亮点很多。与“神七”那会儿翟志刚出舱不同,那次是从飞船出舱,而且是时间比较短的验证式太空行走,“神十二”任务的出舱活动时间比较长,大概需要几个小时,另外还要完成安装、调试设备等一些工程上的任务。
  庞之浩表示,太空行走等出舱活动有两大要求。首先,出舱穿戴的太空服的质量要过关;其次,航天员的技能要过关。出舱活动对于航天员的上肢力量要求很高,因为太空行走不是用脚走,而是用手“走”,就像攀岩一样。同时,本次任务中航天员还将利用机械臂进行太空行走,就是出舱的航天员站在机械臂末端,由舱内航天员操作机械臂将出舱航天员送到作业面上。
  航天专家提到的支撑出舱活动“神器”有哪些亮点呢?根据媒体此前报道,中国空间站天和核心舱上的机械臂是我国目前智能程度最高、难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统,是对人类手臂的最真实还原。
  据《环球时报》此前报道,有着出舱经验的航天员刘伯明在接受媒体采访时表示,本次任务的两次出舱活动,间隔时间将会很短。出舱过程中,将进行首次人和机械臂的协同配合。机械臂只是大范围摆动,把航天员载到舱外作业点附近。在舱外作业点进行精细操作,一个人携带的工具有限,操作难度大,有可能需要另外一名航天员配合,两个人共同到作业点完成任务。因此,既考验机械臂操作的可靠性、安全性、灵活性,是否会和舱壁发生碰撞等,也考验航天员在舱外的配合能力。

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“神十二”航天员怎么练?

  被称为“航天员女教头”的中国载人航天工程航天员系统总设计师黄伟芬在接受媒体采访时表示,出舱活动对航天员是一个巨大挑战,所以加强对航天员的体能训练和力量训练。“力量训练包括上肢力量训练和核心力量训练,这都是我们在地面上要加强的。在模拟失重水槽里进行出舱活动训练,是最重要也是最累的一个训练。航天员身穿200多公斤的水槽训练服,在水下进行几个小时舱外作业训练,对人上肢力量要求很高,对体能储备要求也很高。”
  刘伯明此前接受采访时表示,针对出舱活动,地面训练强度很大,因为要考虑出舱可能会出现一些特殊情况,地面训练内容无法完全预测在天上执行任务时的状况。但现在(技术)手段很多,比如航天员在轨执行任务遇到特殊情况时,地面团队第一时间快速进行辅助解答,随时提供强大技术支持。

关注3
新型“飞天”舱外服什么样?

  据庞之浩介绍,由于太空环境恶劣,因此航天员出舱时必须穿舱外航天服,以便把航天员的身体与太空恶劣环境隔离开来,并向航天员提供一个相当于地面的环境。
  航天员出舱的舱外服是航天员执行太空行走等舱外任务的必备物资,因此备受关注。据报道,在天舟二号所运送的货物中,有两套航天员舱外服,每套重达100多公斤。中国载人航天工程总设计师周建平接受央视采访时介绍,相比“神七”任务时的舱外服,这次的舱外服进行了大量改进与升级,使它可以更长时间地支持航天员舱外工作。
  据庞之浩介绍,舱外航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成,其中最复杂的是服装,由多层组成。最里层是衬里和尿收集装置;衬里外是用于散热的液冷通风层;液冷通风层外是用于产生一定压力的加压气密层;然后是限制加压气密层向外膨胀的限制层;限制层外是对付舱外大温差变化的隔热层;最外面是保护层,它由多种纤维复合织物制成,具有良好的柔软性,耐穿透、耐磨损、耐高温、耐燃烧、耐腐蚀,还有防辐射的功能和连接其他装具的接口。
  舱外航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成,其中的头盔壳所用材料具有强度大、抗冲击等优点。在出舱前,头盔面窗的内部要喷上防雾剂。手套与服装通过腕圈接连,靴子由压力靴和舱外热防护套靴组成。
  重而不笨、行动灵活是“飞天”舱外服一大特点。它巧妙地利用了仿生结构,使关节活动更自如。上下肢所有关节处使用了气密轴承,使航天员的手脚可随意转动,又能严格保证气密性。其背包是航天服穿脱口的密封门,在背包内安装了舱外航天服生保设备,背包壳体下端装有备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。
  综合新华社、《环球时报》、央视等