據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，北京時(shí)間2022年11月17日16時(shí)50分，經(jīng)過(guò)約5.5小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十四號(hào)航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)，航天員陳冬、蔡旭哲已安全返回空間站問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙，出艙活動(dòng)取得圓滿成功。
這是空間站“T”字基本構(gòu)型組裝完成后的首次航天員出艙活動(dòng)，首次檢驗(yàn)了航天員與組合機(jī)械臂協(xié)同工作的能力，進(jìn)一步驗(yàn)證了問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙和出艙活動(dòng)相關(guān)支持設(shè)備的功能性能。
接臂、搭橋、抬相機(jī)，實(shí)現(xiàn)首次跨艙段艙外行走
航天員出艙活動(dòng)期間，首先完成了天和核心艙與問(wèn)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(guò)“天橋”實(shí)現(xiàn)了首次跨艙段艙外行走。此外，還完成了問(wèn)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(guò)程順利圓滿。
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師李學(xué)東介紹，這是空間站“T”字構(gòu)型在軌組裝完成后的首次出艙任務(wù)，航天員出艙活動(dòng)的范圍已經(jīng)由單艙擴(kuò)展到三艙。為了方便航天員跨艙段爬行，此次任務(wù)要在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙之間、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙上分別安裝一個(gè)艙間連接裝置，該裝置被形象地稱為“天橋”。
問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙間連接裝置長(zhǎng)度約為3.2米，重達(dá)16公斤;夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙間連接裝置長(zhǎng)度約為2.6米，重達(dá)15公斤。航天員將其一端與實(shí)驗(yàn)艙連接裝置的基座連接，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，不再需要由機(jī)械臂臨時(shí)搭橋。
除此之外，航天員還解鎖了問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙上的全景相機(jī)，并將相機(jī)向上抬升約210毫米，使其能夠俯視整個(gè)三艙的艙外環(huán)境，視野更開闊。
組合機(jī)械臂支撐出艙任務(wù)順利實(shí)施
出艙過(guò)程中，機(jī)械臂分系統(tǒng)全程配合航天員開展出艙活動(dòng);測(cè)控與通信分系統(tǒng)在天地間搭建起暢通的通信鏈路，傳輸高清圖像和進(jìn)行天地通話等;數(shù)管分系統(tǒng)發(fā)揮“智能大腦”作用，處置一系列復(fù)雜指令;儀表與照明分系統(tǒng)為艙內(nèi)外提供環(huán)境照明和艙內(nèi)狀態(tài)顯示……
在以往的出艙任務(wù)中，航天員都是在單艙工作，各個(gè)分系統(tǒng)只需圍繞單艙工作即可。本次出艙實(shí)現(xiàn)跨艙段工作，需要三個(gè)艙段分系統(tǒng)之間的緊密配合——這也是空間站“T”字構(gòu)型成功在軌組裝完成后三艙協(xié)同的重要體現(xiàn)。
本次任務(wù)中，大、小機(jī)械臂首次聯(lián)手，形成組合機(jī)械臂，全力支撐出艙任務(wù)順利實(shí)施。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。其中，大小臂轉(zhuǎn)接連接件由大機(jī)械臂目標(biāo)適配器和小機(jī)械臂目標(biāo)適配器同原理部件組成，能夠被大機(jī)械臂和小機(jī)械臂的末端分別捕獲，捕獲之后即形成組合臂。
大臂加小臂，使組合機(jī)械臂的覆蓋半徑大為擴(kuò)展，站在天和核心艙的目標(biāo)適配器上，能夠?qū)Ρ敬稳蝿?wù)的三艙目標(biāo)進(jìn)行操作——這是單臂無(wú)法做到的。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)到了14個(gè)，工作起來(lái)更加靈活。
不過(guò)，長(zhǎng)度增加和自由度提高對(duì)組合臂的安全性和可靠性提出了更高的要求。中國(guó)航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部機(jī)械臂產(chǎn)品副總師高升介紹，機(jī)械臂變長(zhǎng)后，柔性隨之變大，在進(jìn)行目標(biāo)操作時(shí)的穩(wěn)定性控制難度增大，變長(zhǎng)的機(jī)械臂也會(huì)增加運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的難度，同時(shí)兩臂間的運(yùn)動(dòng)匹配難度增加。機(jī)械臂研制團(tuán)隊(duì)充分論證、反復(fù)試驗(yàn)，確保了組合機(jī)械臂的安全可靠，為艙外載荷照料和航天員出艙等任務(wù)提供了更強(qiáng)保障。在此之前，大機(jī)械臂已可實(shí)現(xiàn)三艙自由爬行，而小機(jī)械臂只能在指定艙段上工作�，F(xiàn)在只需要通過(guò)組合機(jī)械臂，就能輕輕松松把小機(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)。
2021年，大機(jī)械臂隨天和核心艙升空，承載力可達(dá)25噸;2022年，小機(jī)械臂隨問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙升空，操作精度更高。二者各具特色，在本次任務(wù)中形成組合臂并發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
