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枢密院十号:中国如何“备战”空间站首次出舱活动

发布时间:2021-10-13 阅读:

三名中国航天员“入住”中国人自己的空间站核心舱之后,他们在太空中的一举一动都受到外界高度关注,其中最受瞩目也是本次任务中难度非常高、挑战非常大的一项就是中国空间站时代的首次出舱活动。截至目前中国官方并未对外发布相关出舱活动的具体时间,也没有官宣到底是哪位或者哪两位航天员将会执行首次出舱任务,不过老刘在查阅了官方发布的任务规划以及近日多家官方媒体报道的内容后大致梳理出以下几条信息:

一是本次任务期间将进行两次航天员出舱活动以及舱外作业。

二是执行出舱活动的应该是两名航天员,第三名航天员在舱内进行机械操作与配合。

三是航天员出舱将与空间站功能强大的机械臂进行密切配合。

首先,老刘先来说说,神舟十二号的两次出舱活动相比神舟七号时翟志刚那次出舱有哪些不同。按照中国航天专家的说法,那次是从飞船出舱,而且是时间比较短的验证式太空行走(二十多分钟),而神舟十二号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。除了出舱时长之外,新型舱外航天服和机械臂的使用也充满看点。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。

说到舱外行走等航天员出舱活动,老刘脑补的画面是,美国好莱坞电影中出现的航天员在航天器外以手代脚移动的画面。不过,本次最具看点的出舱方式应该是和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——空间站机械臂结合的出舱方式。

枢密院十号:中国如何“备战”空间站首次出舱活动

有着出舱经验的刘伯明在接受媒体采访时透露,本次任务的两次出舱任务,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。机械臂只是大范围地摆动,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。

对于功能强大的空间站机械臂,目前对外公开的权威信息并不多。不过从央视一篇模拟机械臂在轨工作场景动画简单罗列了它的部分功能:辅助航天员出舱活动、舱外状态监视、移动实验舱开展空间站建造、转移货运飞船载荷、辅助航天员转移核心舱太阳翼、进行空间站舱表状态检查、核心舱机械臂与实验舱机械臂组合、监视来访飞行器等。

虽然老刘还不能非常全面地了解这些功能如何实施,但光看这些表述都有一种不明觉厉的感觉。

出舱活动一方面是对于多种支持系统的硬件考核,另一方面也是对航天员的操作、程序、指挥协同能力的一次考核。只有在经过充分验证之后,空间站时代的出舱活动才能变成一个常态化的活动。

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央视采访时透露,为了完成出舱活动,航天员系统是如何对航天员进行地面“魔鬼训练”的。

例如,很多男士都喜欢在健身房内“撸铁”进行力量训练,据了解航天员的力量训练包括上肢力量训练和核心力量训练。而这种力量训练不仅要练,还要进行数据分析,测算要达到的具体标准。据了解,中国航天员的上肢力量数据与皮划艇、体操等专业运动员的数据进行比对后得到的结论是:航天员的数据不亚于专业运动员。

央视报道中还披露了不少罕见的航天员水下训练画面。据老刘了解,在模拟失重水槽里进行出舱活动训练是航天员最重要也是最累的一个训练,航天员要身穿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。汤洪波说最初训练结束后连筷子都拿不住了。老刘觉得如果,如果将水槽训练中画面在头脑中p掉旁边辅助的潜水员,那这个画面可能就很接近于航天员未来出舱活动的画面了。

据黄伟芬透露,在完成水下模拟训练的问题上,男女航天员标准是一致的,王亚平等两名女航天员最初也面临巨大挑战,但经过训练后都没有问题了。“我也很心疼他们,但任务的要求就是这样,只有达到任务的要求,才能确保任务顺利完成。”

神舟七号出舱活动的经验提示包括打开舱门等出舱活动都对航天员的上肢力量提出很高要求。因此航天员系统将有舱外行走经验的翟志刚当时的身体状态特别是力量数据作为参照,经过分析得出,航天员在水下可以顺利完成模拟训练,在轨完成空间出舱活动应该就没问题。

目前从航天员接受官方媒体采访的表述可以看出应该会有两位航天员共同出舱执行任务,但具体名单仍没有公布。神舟十二号航天员乘组的三位成员接受媒体采访时的部分表述可以看出一些端倪。

比如有着出舱经验的刘伯明对于本次任务中的出舱活动充满期待,“我很期待站在机械臂末端那一刻,面向整个茫茫宇宙,随着机械臂摆动,会有一种飞翔的感觉。”

刘伯明接受采访时表示,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。对于我们个人来说,要提升的是身体适应能力、能量储备。出舱当天,早上6时多就要开始准备,到舱外作业、返回,时间很长,对体能消耗很大。

首次飞入太空的汤洪波则表示,整个出舱程序非常复杂,专业知识、操作技能都很繁杂,信息量巨大。大家都关注出舱那一刻,其实航天员在出舱前要准备很多天,出舱当天也要准备好几个小时才能打开舱门执行出舱任务。

本次任务的指令长聂海胜表示,为了完成这次任务,我们在地面强化了很多不同的训练,包括一对一训练、低压舱训练、水槽训练等,只有具备矢志不渝的信念、坚忍不拔的意志、精湛高超的技能、强大稳定的心理,才能成功完成这次任务。

老刘觉得无论谁出舱、谁在舱内配合都不是最关键的,借用有着“小诸葛”之称的刘伯明接受采访时的说法,“我们在地面时做了大量的准备工作,协同演练配合。我们在地面苦练、巧练,在太空时也要严格按照手册执行,现场操作时还要充分发挥航天员的主观能动性。”

老刘今天很期待中国空间站时代的首次出舱活动,但其实心里更加期待的是不久的将来中国民众和媒体对于航天员的常态化出舱活动已经习以为常,那时才是中国空间站发挥出“国家太空实验室”作用的时刻。▲

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