2003年楊利偉乘坐神舟五號(hào)載人飛船成功進(jìn)入太空，正式拉開(kāi)了中國(guó)載人航天的大幕，那一次楊利偉在太空繞地球飛行14周，歷時(shí)21小時(shí)23分鐘。時(shí)隔18年，6月17日我國(guó)的神舟十二號(hào)載人飛船成功進(jìn)入太空，三名宇航員入駐我國(guó)自主的空間站，目前尚未組建完成，是天和核心艙和天舟二號(hào)的組合段，這也正式意味著中國(guó)人終于進(jìn)入了自己的空間站，三名航天員將執(zhí)行3個(gè)月的留守任務(wù)。

就在今天我國(guó)空間站的三名航天員聶海勝、劉伯明和湯洪波執(zhí)行了出艙任務(wù)，上午8時(shí)11分天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙艙門(mén)被成功打開(kāi)，截止到11時(shí)02分劉伯明和湯洪波先后出艙成功進(jìn)入太空，而航天員聶海勝留守空間站配合劉伯明和湯洪波的出艙任務(wù)。下邊的圖片是天和核心艙全景攝像機(jī)d拍攝的出艙畫(huà)面，圖片中是航天員劉伯明。

可以看到此次劉伯明是借助于天和核心艙上攜帶的機(jī)械臂出艙執(zhí)行任務(wù)，而湯洪波需要輔助劉伯明完成任務(wù)，他需要從出艙口爬行到任務(wù)點(diǎn)，由于太空的失重在這里湯洪波主要應(yīng)用的是雙臂的力量，在艙段上前行。可以先來(lái)欣賞一波美麗的地球，這是由天和核心艙艙外全景相機(jī)A拍攝的，地球看上去非常漂亮。

上一次中國(guó)載人航天執(zhí)行出艙任務(wù)的是翟志剛，2008年神舟七號(hào)載人飛船成功升空，翟志剛執(zhí)行出艙任務(wù)，在2008年9月27日16點(diǎn)45分17秒翟志剛向太空邁出了第一步，至16時(shí)59分結(jié)束太空行走，整個(gè)出艙任務(wù)持續(xù)不到15分鐘。而就在今天我國(guó)空間站三名航天員進(jìn)行首次出艙任務(wù)，這是時(shí)隔13年我國(guó)載人航天的又一次突破。

據(jù)悉，此次出艙太空行走世間最長(zhǎng)可以持續(xù)到8小時(shí)，從15分鐘到最長(zhǎng)8小時(shí)這是一次質(zhì)的飛躍，其實(shí)這要得益于兩大殺器，它們分別是機(jī)械臂和飛天艙外航天服。

天和核心艙上的機(jī)械臂

中國(guó)空間站首次出艙任務(wù)會(huì)有兩名航天員通過(guò)節(jié)點(diǎn)艙出口進(jìn)入太空，他們分別是劉伯明和湯洪波，聶海勝會(huì)留守在核心艙進(jìn)行配合控制。下圖就是天和核心艙內(nèi)定向攝像機(jī)b拍攝的，畫(huà)面中的主角就是聶海勝，他需要從自己的視角觀察出艙人員執(zhí)行任務(wù)的情況，尤其是機(jī)械臂操作情況。

同時(shí)出艙的兩名航天員也有各自的任務(wù)，走兩個(gè)不同的路線，主要操作的航天員劉伯明要通過(guò)機(jī)械臂轉(zhuǎn)移到作業(yè)點(diǎn)，這是新型的出艙移動(dòng)方式。另外湯洪波的路徑就比較傳統(tǒng)，他主要是起到輔助配合的作用，他需要刷先從出艙口爬行到作業(yè)點(diǎn)，整個(gè)路徑長(zhǎng)度在8米左右。

天和核心艙上配備的機(jī)械臂被認(rèn)為是我國(guó)目前技術(shù)難度最大、智能程度最高以及系統(tǒng)最復(fù)雜的空間智能系統(tǒng)，此前美國(guó)太空司令部司令詹姆斯·迪金森就曾向美國(guó)國(guó)會(huì)表示“中國(guó)的一個(gè)外星配備了機(jī)械臂，這種衛(wèi)星可以靠近敵方航天器并使其失效”，我們知道是美國(guó)的一種碰瓷方式。

而天和核心艙上的機(jī)械臂智能化要更高，它可以進(jìn)行艙外設(shè)備的維修更換、艙外負(fù)載的搬運(yùn)工作、飛行器捕獲和輔助對(duì)接以及支持航天員的出艙活動(dòng)等等?？梢哉f(shuō)這一次機(jī)械臂輔助航天員的出艙活動(dòng)，只是它非常小的功能之一罷了。

飛天艙外航天服

航天員出艙并不是很多人現(xiàn)象中那么簡(jiǎn)單，打開(kāi)艙門(mén)直接出艙，它有多種形式，例如計(jì)劃內(nèi)的出艙活動(dòng)、計(jì)劃外的出艙活動(dòng)以及緊急出艙活動(dòng)，同時(shí)根據(jù)出艙的目的性還會(huì)分為四種：第一種是技術(shù)驗(yàn)證，例如2008年航天員翟志剛的出艙活動(dòng)，整體時(shí)間不到15分鐘，主要是為了驗(yàn)證；第二種是組裝；第三種是維修；第四種是回收和釋放。

航天員出艙要面臨的是絕對(duì)真空和失重，所謂的“太空行走”實(shí)現(xiàn)不了，因?yàn)樵谔罩凶钪匾氖请p臂運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)攀爬前行，而雙腿一般是用不上的。

飛天艙外航天服可以看成是一個(gè)微型的載人航天器，技術(shù)超級(jí)復(fù)雜。尤其是材質(zhì)的選擇至關(guān)重要，需要滿足柔軟性、耐磨性、耐高溫、耐腐蝕以及耐燃燒的需求，同時(shí)還必須要防輻射。此次中國(guó)空間站兩名航天員使用的是飛天艙外航天服，重量在130公斤左右，組裝高度2米，雖然很重但是整體非常靈活，畢竟在外太空是失重的，安全性和靈活性至關(guān)重要。

而在面窗采用四層結(jié)構(gòu)，里面兩層采用的是充壓結(jié)構(gòu)，分別充滿高純氮?dú)夂头漓F劑，最外層是防護(hù)面窗，采用的是鍍金結(jié)構(gòu)，因此看上去是金黃色的，它起到濾光作用。因?yàn)樵谔罩虚L(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行任務(wù)會(huì)通過(guò)太陽(yáng)直射半球和背光區(qū)，在直射半球由于太空光線較足因此需要濾光窗，在背光區(qū)就可以不用濾光窗了。

總結(jié)

中國(guó)空間站航天員的成功出艙執(zhí)行任務(wù)，硬件只是一方面，其實(shí)航天員的辛苦訓(xùn)練不應(yīng)該被忽略。太空行走實(shí)際上主要靠的是“手”，也就是上肢力量，航天員訓(xùn)練的時(shí)候需要穿著重達(dá)200公斤以上的水槽訓(xùn)練服，在水下連續(xù)訓(xùn)練數(shù)個(gè)小時(shí)，并且男女航天員的訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)是一致的，女性航天員面臨的壓力可能就要更大一些。未來(lái)幾年期望見(jiàn)到我國(guó)的女性航天員進(jìn)行太空行走。

文/科學(xué)黑洞，圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)侵刪。

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班師回宮！中國(guó)航天員此次出艙做了3件事 歷時(shí)7小時(shí)

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，7月4日14點(diǎn)57分，經(jīng)過(guò)約7小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十二號(hào)航天員乘組密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動(dòng)期間全部既定任務(wù)，航天員劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙，標(biāo)志著我國(guó)空間站建造階段航天員首次出艙活動(dòng)取得圓滿成功。

（視頻來(lái)源：中國(guó)載人航天工程辦公室）

這是繼2008年神舟七號(hào)載人飛行任務(wù)后，中國(guó)航天員再次實(shí)施的空間出艙活動(dòng)，也是空間站階段中國(guó)航天員的首次空間出艙活動(dòng)。

此次出艙活動(dòng)，天地間大力協(xié)同、艙內(nèi)外密切配合，圓滿完成了艙外活動(dòng)相關(guān)設(shè)備組裝、全景相機(jī)抬升等任務(wù)，首次檢驗(yàn)了我國(guó)新一代艙外航天服的功能性能，首次檢驗(yàn)了航天員與機(jī)械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動(dòng)相關(guān)支持設(shè)備的可靠性與安全性，為空間站后續(xù)出艙活動(dòng)的順利實(shí)施奠定了重要基礎(chǔ)。

神舟十二號(hào)航天員乘組自6月17日進(jìn)駐天和核心艙以來(lái)，按計(jì)劃開(kāi)展了各項(xiàng)工作，目前3名航天員狀態(tài)良好，后續(xù)在軌飛行期間還將進(jìn)行一次出艙活動(dòng)。

中國(guó)航天報(bào)記者在北京航天飛行控制中心發(fā)來(lái)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道：

剛剛，在中國(guó)空間站天和核心艙內(nèi)外，神舟十二號(hào)載人飛船乘組聶海勝、劉伯明和湯洪波攜手打了一場(chǎng)太空出艙、艙外組裝與維修、應(yīng)急返回的配合戰(zhàn)，大獲全勝。

2008年9月27日，神舟七號(hào)載人飛船航天員翟志剛曾揮舞國(guó)旗，首次亮相在浩瀚宇宙。時(shí)隔13年，出艙大片在“天和”上演，任務(wù)卻要復(fù)雜得多。

神舟十二號(hào)載人飛船航天員出艙

神舟七號(hào)載人飛船航天員翟志剛首次出艙

第一步：出艙

7月4日7時(shí)30分左右，北京飛行控制中心大屏幕上，劉伯明、湯洪波身著艙外航天服出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)艙。軌道艙艙門(mén)、節(jié)點(diǎn)艙前艙門(mén)、節(jié)點(diǎn)艙與小柱段之間的雙向承壓艙門(mén)都已關(guān)閉，兩人現(xiàn)已被節(jié)點(diǎn)艙“包裹”起來(lái)。此刻，聶海勝正“坐”在大柱段的計(jì)算機(jī)前，時(shí)刻關(guān)注著兩人的狀態(tài)，并不時(shí)發(fā)出操作指令。

出艙準(zhǔn)備工作繼續(xù)，給節(jié)點(diǎn)艙泄壓、航天員吸氧排氮、開(kāi)展通信測(cè)試……這套流程與神舟七號(hào)載人飛船航天員出艙時(shí)相似，卻又有所不同?！按舜螒?yīng)用了氣體復(fù)用技術(shù)，通過(guò)艙間抽氣泵將節(jié)點(diǎn)艙的空氣抽到大艙，空氣復(fù)用率較高?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師湯溢介紹。

8時(shí)11分，艙內(nèi)氣壓接近真空狀態(tài)，劉伯明打開(kāi)節(jié)點(diǎn)艙上方的出艙口艙門(mén)，第一次親眼見(jiàn)證艙外環(huán)境，不禁脫口而出：“外面是黑的?！?/p>

在兩人配合給艙門(mén)裝上保護(hù)罩后，劉伯明一個(gè)躍身來(lái)到了浩瀚宇宙。節(jié)點(diǎn)艙高清攝像機(jī)、航天服攝像機(jī)以及艙外全景攝像機(jī)全程拍下了這一過(guò)程。

“哇，這外面太漂亮啦！”劉伯明驚嘆道。

在此之前，空間機(jī)械臂已經(jīng)來(lái)到了出艙口，進(jìn)入整臂待機(jī)制動(dòng)狀態(tài)。就像我們熟知的云臺(tái)車(chē)一樣，它將是航天員在艙外的移動(dòng)工具和臨時(shí)工作站。

第二步：在機(jī)械臂上“搭積木”

劉伯明出艙門(mén)后，湯洪波并沒(méi)有緊隨其后。接下來(lái)一段時(shí)間，他們要以一上一下的姿態(tài)，打好第一場(chǎng)配合戰(zhàn)——在空間機(jī)械臂上安裝腳限位器和操作臺(tái)。就像地面建筑施工隊(duì)似的，湯洪波負(fù)責(zé)“搬磚”，劉伯明負(fù)責(zé)“搭建”。

一場(chǎng)太空“搭積木”正式上演。

劉伯明接過(guò)湯洪波從艙內(nèi)遞上來(lái)的腳限位器，將其安裝在空間機(jī)械臂的一端。這是底座，也是用來(lái)固定航天員雙腳的，航天員“站”在上面可以隨機(jī)械臂“爬行”而移動(dòng)。艙內(nèi)，湯洪波正在對(duì)操作臺(tái)組件進(jìn)行初步安裝，隨后用帶掛鉤的繩傳遞給劉伯明，由劉伯明安裝在腳限位器一側(cè)。這就是艙外工作用的操作臺(tái)。在劉伯明的腰間，還有一個(gè)微型工作臺(tái)，這是他在艙內(nèi)就已經(jīng)戴好了的。

“沒(méi)有看到滿天繁星嗎？”9點(diǎn)30分左右，操作臺(tái)安裝完成，聶海勝忍不住問(wèn)。

10點(diǎn)20分左右，劉伯明上機(jī)械臂，機(jī)械臂移動(dòng)到接設(shè)備點(diǎn)。最后傳遞上來(lái)的是此次艙外工作要用的把手、抬高支架和一些專用工具遞上來(lái)，劉伯明把它們一一掛在操作臺(tái)上。有了它們，航天員將展開(kāi)第二項(xiàng)艙外工作內(nèi)容。

兩人配合默契，一環(huán)扣著一環(huán)，第一項(xiàng)艙外工作順利完成。

第三步：給攝像機(jī)裝個(gè)“自拍桿”

“天和”內(nèi)，聶海勝“坐”在計(jì)算機(jī)旁，細(xì)心操作、準(zhǔn)確指揮；機(jī)械臂緩緩移動(dòng)，劉伯明“站”在腳限位器上，他繼續(xù)移動(dòng)，準(zhǔn)備開(kāi)展第二項(xiàng)工作。

湯洪波就沒(méi)那么輕松了。11時(shí)左右，他躍身出艙，開(kāi)始借助艙表扶手，用手“爬行”。每走一步，他都要把身上安全繩的另一端掛在扶手上，防止飄走。他速度很快，率先達(dá)到目的地——大、小柱段之間偏右的位置。

他們的第二項(xiàng)工作是將安裝在此處的一個(gè)全景攝像機(jī)進(jìn)行抬高?！巴ㄋ椎刂v就是給全景攝像機(jī)安裝一個(gè)'自拍桿’，使其在原來(lái)的位置上抬高一段，具備更佳的視場(chǎng)?！焙教炜萍技瘓F(tuán)八院全景攝像機(jī)主任設(shè)計(jì)師徐起形象地描述。

湯洪波到達(dá)目的地后，徒手拔掉全景攝像機(jī)的電纜插頭。很快，劉伯明也到了，在湯洪波的配合下，他拿出通用電動(dòng)松不脫螺釘拆裝工具，給全景攝像機(jī)裝上把手、卸掉安裝腳，小心翼翼把它取下來(lái)。據(jù)悉，研制人員為全景攝像機(jī)設(shè)計(jì)了一款艙外專用把手，既可在拆裝全景攝像機(jī)時(shí)保護(hù)4個(gè)鏡頭，又可以方便航天員攜帶全景攝像機(jī)。

隨后，劉伯明將一個(gè)圓柱形加長(zhǎng)支架裝在攝像機(jī)原來(lái)的位置，裝攝像機(jī)、插電纜插頭、拆把手。每一步操作，劉伯明都小心翼翼。這樣的動(dòng)作，他在水下預(yù)演了很多次，早已將要領(lǐng)熟記于心，但真在太空中操作，還是相當(dāng)困難。

“安裝好，辛苦啦，你們！”聶海勝說(shuō)。隨著全景攝像機(jī)開(kāi)始工作，透過(guò)它的鏡頭可以看到，在白云的襯托下，藍(lán)色的地球像海洋一樣，非常漂亮。

緊張有序，第二項(xiàng)艙外工作也順利完成。

第四步：應(yīng)急返回演練+組裝艙外工具箱

太空環(huán)境異常復(fù)雜，科研人員把航天員生命安全放在首位，設(shè)計(jì)了多種安全保障措施，例如各類相機(jī)或攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視等。盡管如此，逃生技能也是一堂必修課。為此，第三項(xiàng)艙外工作就是應(yīng)急返回演練，主角是湯洪波。

在這項(xiàng)工作中，湯洪波要徒手爬到“天和”核心艙最遠(yuǎn)處。接到撤離指令后，他第一時(shí)間折回，以最快速度返回艙口，并直接進(jìn)入節(jié)點(diǎn)艙。

“艙外活動(dòng)非?？简?yàn)航天員的臂力，人在失重環(huán)境下很難控制自己，輕輕移動(dòng)就出去了，可要想停下來(lái)就得花很大力氣?！睖缯f(shuō)，這種應(yīng)急返回場(chǎng)景，航天員在地面時(shí)就曾多次在水中演練，為的是必要時(shí)刻為自己贏得一線生機(jī)。

“03感謝所有科技工作者，祝中國(guó)航天事業(yè)越來(lái)越好。”湯洪波快速爬到出艙口時(shí)，沒(méi)有再等自己的隊(duì)友，說(shuō)完這句話就迅速進(jìn)入節(jié)點(diǎn)艙。

劉伯明隨著機(jī)械臂的移動(dòng)，也很快來(lái)到艙口。他把工具一一取下來(lái)遞給湯洪波，最后把操作臺(tái)和腳限位器卸下來(lái)，并在湯洪波的配合下，完成艙外工具箱和腳限位器的安裝。

“感謝所有參研參試的科研人員，感謝全國(guó)人民的大力支持，后續(xù)我們還會(huì)出艙，還會(huì)飛得更高，空間站還會(huì)越建越大。”劉伯明對(duì)著攝像機(jī)鏡頭揮手致意。

15時(shí)左右，劉伯明進(jìn)入節(jié)點(diǎn)艙后，關(guān)艙門(mén)、復(fù)壓、脫艙外航天服，打開(kāi)節(jié)點(diǎn)艙前往大小柱段、神舟十二號(hào)飛船的3道艙門(mén)。

一系列收尾工作后，來(lái)自核心艙空調(diào)的風(fēng)進(jìn)來(lái)，神舟十二號(hào)飛船又能“呼吸”了。身處地面的神舟十二號(hào)飛船總體副主任設(shè)計(jì)師高旭終于松了一口氣?！斑@幾個(gè)小時(shí)，我們一直緊張地關(guān)注著神舟飛船內(nèi)的溫度變化，艙門(mén)關(guān)閉后，沒(méi)有了核心艙帶來(lái)的空調(diào)環(huán)境，飛船存在結(jié)凍風(fēng)險(xiǎn)，很可能損害科學(xué)載荷?！备咝裾f(shuō)。

首次出艙活動(dòng)很圓滿。