新華全媒+丨神舟十四號航天員首次出艙看點(diǎn)解析
新華社北京9月2日電 題：神舟十四號航天員首次出艙看點(diǎn)解析
新華社記者胡喆、宋晨
9月2日，神舟十四號乘組完成首次出艙活動。本次出艙與神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時有何不同？又有哪些新的航天技術(shù)讓航天員出艙更加舒適、便捷、安全？
出艙艙門更大
神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時，通過的門是位于空間站核心艙節(jié)點(diǎn)艙的出艙口，艙門口徑為85厘米。而本次任務(wù)，航天員首次從問天實(shí)驗艙氣閘艙“出門”，這個“大門”由航天科技集團(tuán)五院空間站結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)團(tuán)隊抓總研制，艙門口徑達(dá)到了1米，讓航天員在身著艙外航天服的情況下，能夠更從容地攜帶設(shè)備“走出家門、遨游太空”。
看似簡單的幾何尺寸增大，其實(shí)是一項“剛”與“柔”的平衡。利用杠桿放大原理尋找平衡點(diǎn)，在保持航天員操作用力不變的條件下使直徑1米的艙門實(shí)現(xiàn)密封，研制難度可想而知。
此次出艙的艙門作為航天器機(jī)構(gòu)中的復(fù)雜產(chǎn)品，涵蓋密封、傳動、鎖緊、導(dǎo)向、潤滑、人機(jī)工效等學(xué)科。艙門設(shè)計團(tuán)隊將這些復(fù)雜的功能落實(shí)到產(chǎn)品的操作細(xì)節(jié)中，航天員出艙前，只需使用艙門門體上配套的操作手柄旋轉(zhuǎn)解鎖，使用助力機(jī)構(gòu)消除殘壓，拉動艙門把手即可完成打開艙門的動作。
同時，艙門還配套了特制的艙門保護(hù)罩，并將艙門檢漏儀作為密封的檢測手段，將艙門壓點(diǎn)開關(guān)作為狀態(tài)輔助判斷，全方位保障問天“大門”的使用安全。
安全繩更長
在順利出艙之后，一條連接航天員與空間站的“生命線”始終護(hù)衛(wèi)左右，這就是由航天科技集團(tuán)五院529廠研制的可伸縮安全系繩機(jī)構(gòu)。
神舟七號任務(wù)時，航天員翟志剛完成我國首次太空出艙活動時使用的安全系繩是固定長度的系繩，其有效長度僅1米多。
空間站建造任務(wù)中，航天員要完成空間站設(shè)備安裝、檢修等出艙任務(wù)，出艙范圍更大、操作難度更高、安全要求更嚴(yán)格，需研發(fā)一種長度更長且可伸縮的安全系繩機(jī)構(gòu)。
出艙過程中，這種可伸縮安全繩能保證航天員與空間站艙體間超過10米的安全連接，又不會對航天服產(chǎn)生勾掛或干涉航天員的運(yùn)動，還要經(jīng)受住太空中近200℃大溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環(huán)境的考驗。
同時，考慮到人機(jī)工效學(xué)的要求，還要實(shí)現(xiàn)恒力輸出，以保證其收放力不對航天員運(yùn)動產(chǎn)生影響，研制難度較高，之前國內(nèi)并無類似的空間機(jī)構(gòu)產(chǎn)品。
研制團(tuán)隊?wèi){借豐富的空間機(jī)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計能力，開展適用于空間站出艙任務(wù)的新型可伸縮安全系繩機(jī)構(gòu)研發(fā)工作，為航天員出艙助“一繩之力”。
針對長距離以及空間環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計需求，研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)新提出了一種巧妙的設(shè)計方案，實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩的恒力收放，無需電機(jī)提供回轉(zhuǎn)力矩，避免了電纜的引入，保證了航天員攜帶的便捷性和機(jī)動性。
為減小纏繞過程中的阻力、避免空間輻照環(huán)境對鋼絲繩產(chǎn)生影響以及防止鋼絲繩對航天服產(chǎn)生勾掛，設(shè)計人員選用耐空間輻照的特殊包覆材料對鋼絲繩進(jìn)行保護(hù)，確保機(jī)構(gòu)的使用安全。為滿足長壽命使用的要求，還采用了輔助排繩滑輪組引導(dǎo)鋼絲繩排繩的設(shè)計方案，并通過大量試驗驗證，確保10余米長鋼絲繩在機(jī)構(gòu)的狹小空間里上萬次、重復(fù)性的有序纏繞。
儀表與照明分系統(tǒng)更智能
此次出艙任務(wù)中，儀表與照明分系統(tǒng)為航天員帶來了新的“黑科技”：云臺照明燈。隨問天實(shí)驗艙發(fā)射的云臺照明燈具備全覆蓋角度轉(zhuǎn)動，會為此次出艙任務(wù)點(diǎn)亮艙外環(huán)境，成為航天員艙外行走的“燈塔”。
據(jù)悉，艙外云臺照明燈為空間站首次在軌應(yīng)用的照明設(shè)備，通過多自由度轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)以及投光燈光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，使得航天員出艙路徑以及艙外作業(yè)點(diǎn)的照度得到充分保障。
不同于地球，航天員在軌每天會經(jīng)歷大約14次日出日落，體內(nèi)的生物鐘容易被打亂，并可能造成一定程度上的睡眠障礙。
為此，儀表與照明分系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃了空間站多艙段多自由度動態(tài)照明為主、固定照明為輔的一體化、多維度、定量化照明系統(tǒng)，提升航天員生活質(zhì)量。
航天員進(jìn)入空間站后，可以根據(jù)個人需求通過手機(jī)應(yīng)用調(diào)節(jié)艙內(nèi)照明環(huán)境、睡眠模式、工作模式、運(yùn)動模式，避免長時間單調(diào)環(huán)境帶來的不適，保證航天員更高效地工作、更放松地享受高質(zhì)量睡眠，讓他們在太空工作和生活更加活力滿滿。