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2022世界杯4强:中国空间站出舱利器大揭秘

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中青报·中青网记者 邱晨辉 泉源:中国青年报 ( 2021年07月13日 12 版)

北京时间7月4日14时57分,神舟十二号航天员乘组亲热协同,圆满完成出舱流动时代所有既界说务,航天员刘伯明、汤洪波平安返回天和焦点舱。整个出舱流动历时约7小时,牵悦耳心。

百变金刚“中国臂”事实神奇在哪儿

当天8时11分,航天员刘伯明乐成开启天和焦点舱节点舱出舱舱门。住手11时02分,刘伯明、汤洪波已先后从天和焦点舱节点舱乐成出舱,并已完成在机械臂上安装脚限位器和舱外事情台等事情。

在此次出舱义务中,空间站焦点舱机械臂首次托举刘伯明到指定位置圆满完成出舱操作,抬升天和焦点舱舱外全景相机的位置,并验证了机械臂的大局限转移能力。

空间站焦点舱机械臂是现在我国同类航天产物中庞大度最高、规模最大、控制精度最高的空间智能机械系统。这条被称作百变金刚的“中国臂”,自从上了天就备受关注。

中国航天科技团体五院空间站机械臂控制系统主任设计师梁常春说,焦点舱机械臂睁开长度为10.2米,最多能承载25吨的重量,是空间站义务中的“鼎力士”,其主要肩负舱段转位、航天员出舱流动、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型装备维护等八大类在轨义务,为航天员出舱顺遂开展出舱义务提供强有力的保证。

据他先容,空间站焦点舱机械臂是我国首个可耐久在太空轨道运行的机械臂,其肩部设置了3个枢纽、肘部设置了1个枢纽、腕部设置了3个枢纽,一共7个枢纽,每个枢纽对应一个自由度,“就犹如人的手臂一样平常,具有七自由度的流动能力”。

在这次出舱义务中,3名航天员都有明确分工。出舱的两名航天员,一人要为机械臂安装上臂支架,包罗脚限位器、事情台等,随后借助机械臂举行移动。另一名航天员借助舱壁上安装的扶手,爬行一段距离到作业点举行辅助事情。

梁常春告诉记者,由于焦点舱机械臂接纳“肩3+肘1+腕3”的枢纽设置方案,肩部和腕部枢纽设置相同,意味着机械臂两头流动功效是一样的。

同时,机械臂的肩部与腕部各安装了一个末尾执行器,作为机械臂的触手,末尾执行器可以对接舱体外面安装的目的适配器,机械臂通过末尾执行器与目的适配器对接与星散,同时配合各枢纽的团结运动,从而实现在舱体上的爬行转移。

梁常春说,为实现整个机械臂的平稳运行和准确定位,空间站机械臂各处装有“控制大脑”,包罗1套机械臂中央控制器、7套枢纽控制器和两套末尾控制器。

航天员出舱后靠啥与地面联系

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举行出舱流动时,与地面确立高速实时的通讯联系尤为主要,出舱流动不仅是对航天员的全方位磨练,也是对空间站天和焦点舱与地面测控站间通讯能力的一大磨练。

中国航天科技团体五院空间站系统副总设计师柏林厚示意,该院研制的第三代中继终端产物,通过与中继卫星天链一号和天链二号确立中继链路,实现中继通讯,确保航天员与地面通讯的实时流通。这就好比在太空搭建了地面与中继卫星、中继卫星与航天员之间的“天路”。

值得一提的是,空间站中继终端与其他型号在设计上最大的区别在于,为了保证在轨使用的寿命,需要具备在轨可维修性。空间站中继终端接纳集成化、模块化的设计思绪,在保证传输信号质量的同时,利便航天员维修替换。

柏林厚示意,该院研制的出舱通讯子系统,实现了舱内外航天员之间、舱内外航天员与地面职员之间以及舱外航天员之间的全双工语音通讯,在航天员舱外流动局限内实现无线通讯全笼罩。

与上一代出舱通讯系统相比,最新的出舱通讯子系统具有通讯距离更远、通讯速率更高、事情寿命更长等特点,同时由于接纳了功率控制、抗多径等措施,具有更强的空间环境抗电磁滋扰能力,并支持多名航天员同时出舱流动时的通话功效。

柏林厚示意,舱外图像传输子系统为舱外提供无线网络笼罩,通过出舱无线收发装备提供的“热门”举行图像传输,实现了航天员出舱流动举行实时显示、实时纪录等功效以及为太阳翼绕行丈量试验提供数据传输功效。

首次亮相的“出舱工具包”都有啥

为航天员执行出舱义务的“机械同伴”——舱外维修与辅助工具也首次亮相。

此次刘伯明、汤洪波身着的新一代“飞天”舱外航天服为中国自主研制,航天服经改善后,能知足身高1.6米到1.8米的人穿着,还能凭证航天员的体型举行调整,且穿脱利便快捷。

此外,柏林厚先容,舱外维修与辅助工具由五院研制,可协助航天员有用战胜在轨着航天服状态下手套充压后操作未便、航天员需单手操作难度大、在轨防飘要求高等难题,具备辅助航天员在轨着航天服状态下开展舱外行走、位姿转换、装备替换、产物平安防护等多项功效,是航天员执行舱外流动必不能少的工具。

他告诉记者,为了确保舱外维修与辅助工具的康健状态优越,知足首次出舱义务需求,在首次出舱之前,航天员已在舱内举行了维修工具的康健状态检查、使用状态设置等各项事情,确保知足出舱应用需求。

据他先容,舱外维修与辅助工具不仅有用于舱外装备维修的舱外电动工具、舱外扳手、通用把手等工具,也有种种配合航天员舱外姿态稳固、转换的便携式脚限位器、舱外操作台等辅助工具。

作为空间站维修工具产物的“一号选手”,舱外电动工具是此次维修义务用到的唯逐一个机电类工具,可以顺应舱外庞大的真空和崎岖温环境,具有定力矩拧紧、拧松的事情模式,而且设置有休眠模式。

柏林厚先容,舱外辅助维修工具包罗便携式脚限位器、舱外操作台、两种便携式平安带及微型事情台。便携式脚限位器是此次维修义务中机构设计最为庞大的产物,共设计旋转、俯仰、滚转、偏航4个枢纽自由度,可协助航天员在舱外调整至执行义务的事情姿态。

神舟十二号航天员乘组自6月17日进驻天和焦点舱以来,按设计开展了各项事情,现在3名航天员状态优越,后续在轨航行时代还将举行一次出舱流动。

2021年07月13日 12 版

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    2021-09-21 00:01:09 

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