“T”字構型中國空間站首次出艙活動有哪些看點？

11月17日，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協同，圓滿完成出艙活動全部既定任務。這是空間站“T”字構型組裝完成后的首次航天員出艙活動，首次檢驗了航天員與組合機械臂協同工作的能力，進一步驗證了問天實驗艙氣閘艙和出艙活動相關支持設備的功能性能，也是我國航天員在空間站進行的第七次出艙活動。

航天員出艙活動期間，首先完成了天和核心艙與問天實驗艙艙間連接裝置、天和核心艙與夢天實驗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“天橋”實現了首次跨艙段艙外行走。

航天科技集團五院總體設計部空間站系統總體副主任設計師李學東介紹，中國空間站“T”字構型特殊而復雜，要順利完成從一個艙段的外壁轉移至另一個艙段等多項艙外任務，對于身著厚重航天服的航天員來說無疑充滿挑戰。為了讓航天員自在“穿梭”于艙段間完成各項艙外任務，搭建一條艙間轉移路徑成為首選。

為此，航天科技集團五院艙外維修工具研制團隊特別為空間站設計了靈活而安全的艙間連接裝置，它是目前空間站上行艙外工具中長度最大，且可以跨艙開展空間在軌維修作業的關鍵設備。

據介紹，問天實驗艙艙間連接裝置長度約為3.2米，重約16公斤；夢天實驗艙艙間連接裝置長度約為2.6米，重約15公斤。航天員將其一端與實驗艙連接裝置的基座連接，另一端與天和核心艙的環形扶手連接，安裝完成后，航天員可實現從實驗艙到天和核心艙的爬行，不再需要機械臂臨時搭橋。

此外，還完成了問天實驗艙全景相機A抬升和小機械臂助力手柄安裝等任務，全過程順利圓滿。

在以往的出艙任務中，航天員都是在單艙工作，各個分系統只需圍繞單艙工作即可。此次出艙實現了跨艙段工作，三個艙段分系統之間緊密配合。

此次出艙，機械臂分系統全程配合航天員開展出艙活動，測控與通信分系統在天地間搭建起暢通的通信鏈路，數管分系統發揮“智能大腦”作用，儀表與照明分系統為艙內外提供環境照明和艙內狀態顯示……“T”字構型的天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙完美協作，各分系統表現穩定出色，圓滿保障了出艙任務的順利完成。

任務中，空間站組合機械臂首次合作，支撐出艙任務順利實施。組合機械臂由大機械臂、小機械臂和大小臂轉接連接件共同組成。其中，大小臂轉接連接件由大機械臂目標適配器和小機械臂目標適配器同原理部件組成，能夠被大機械臂和小機械臂的末端分別捕獲，捕獲之后即形成組合機械臂。

專家表示，大臂加小臂，使組合機械臂的覆蓋半徑大為擴展，站在天和核心艙的目標適配器上，能夠對本次任務的三艙目標進行操作——這是單臂無法做到的。此外，相較于只有7個自由度的大、小機械臂，組合機械臂的自由度達到了14個，工作起來更加靈活。

不過，長度增加和自由度提高對組合機械臂的安全性和可靠性提出了更高要求。航天科技集團五院總體設計部機械臂產品副總師高升介紹，機械臂變長后，柔性隨之變大，在進行目標操作時的控制難度增大，變長的機械臂也會增加運動規劃的難度，大、小機械臂在運動規劃時要考慮對方的姿態。

為克服上述技術難題，在空間站總體的牽引下，機械臂研制團隊充分論證、反復試驗，確保了組合機械臂的安全性和可靠性，為艙外載荷照料和航天員出艙等任務提供了更加強大的保障。現在只需要通過組合機械臂，就能輕松把小機械臂轉移到夢天實驗艙，轉移之后大、小機械臂分開，小機械臂再爬到相應的目標適配器上完成任務。