揭秘！航天员出舱，用到这些设备与产品 2021年7月4日

2021年7月4日，中国空间站核心舱机械臂首次托举航天员刘伯明到指定位置圆满完成出舱操作，抬升天和核心舱舱外全景相机的位置，并验证机械臂的大范围转移能力，完成了我国空间站工程建造任务的又一壮举。
出舱活动是航天员身着舱外航天服在航天器外进行太空行走和作业的统称。在空间站任务中，航天员将进行多次出舱活动，完成空间站的维修、维护及建造等任务。那么，你知道在哪些设备与产品的支持下，航天员才能顺利完成出舱活动吗？
名副其实的“大力士”——机械臂
空间站核心舱机械臂由航天科技集团五院抓总研制，是目前同类航天产品中复杂度最高、规模最大、控制精度最高的空间智能机械系统。它的展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量，是空间站任务中的“大力士” ，主要承担舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等八大类在轨任务。

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研制过程中的空间站核心舱机械臂航天科技集团五院供图
作为我国首个可长期在太空轨道运行的机械臂，空间站核心舱机械臂肩部设置了3个关节、肘部设置了1个关节、腕部设置了3个关节，一共7个关节。 “每个关节对应1个自由度，就如同人的手臂一般，具有7自由度的活动能力。通过各个关节的旋转，能够实现自身前后左右任意角度与位置的抓取和操作，为航天员顺利开展出舱任务提供强有力的保证。 ”航天科技集团五院空间站系统机械臂控制负责人梁常春介绍。
据悉，为扩大任务触及范围，机械臂还具备“爬行”功能。由于机械臂采用“肩3+肘1+腕3”的关节配置方案，肩部和腕部关节配置相同，意味着其两端活动功能一样。同时，肩部与腕部各安了一个末端执行器——“作为机器臂的触手，末端执行器可以对接舱体表面安装的目标适配器，机械臂通过末端执行器与目标适配器对接与分离，同时配合各关节的联合运动，从而实现在舱体上的爬行转移。 ”航天科技集团五院空间站系统机械臂主任设计师王友渔指出。

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安装有机械臂的空间站核心舱航天科技集团五院供图
空间站机械臂是我国航天事业发展的新领域之一。在抓总研制过程中，研制团队在关键技术、原材料选用、制造工艺、适应空间站环境的长寿命设计等方面均作出了重大突破和创新，全部核心部件实现国产化，并形成多项国家空间机器人行业标准。
舱外维修与辅助工具首次亮相
作为航天员执行出舱任务的“机械伙伴”——舱外维修与辅助工具在此次出舱活动中首次亮相。
“舱外维修与辅助工具可协助航天员，有效克服在轨着航天服状态下手套充压后操作不便、航天员需单手操作难度大、在轨防漂要求高等难题，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、设备更换、产品安全防护等多项功能，是航天员执行舱外活动必不可少的工具。 ”航天科技集团五院总装与环境工程部空间站舱外维修工具负责人傅浩介绍。
为确保舱外维修与辅助工具满足上述应用需求，在首次出舱前，航天员就已经对维修工具进行了健康状态检查、使用状态设置等。 “第一次出舱时，脚限位器操作台、通用把手、电动工具这些东西需要提前放到节点舱，两套航天服提前做好气密性检查，还有相关的一些准备工作。 ”航天科技集团五院空间站总体总装副主任设计师刁常堃说。