【全球獨家】神十五乘組完成首次“太空漫步” 挑戰三艙作業有哪些奧秘？一文了解

空間站貨物出艙安裝任務陸續開展

夢天實驗艙貨物氣閘艙，可支持貨物自動進出艙，為艙內外科學實驗提供支持。

據中國載人航天辦公室消息，中國空間站貨物出艙安裝任務已于前期陸續開展。

(資料圖)

空間站貨物出艙安裝任務由載荷轉移機構、貨物氣閘艙、內外艙門、機械臂協同配合，通過在軌航天員或地面操作，將需要出艙的貨物送出艙外，根據任務需要也可將艙外的貨物送進艙內。前期，能量粒子探測器、等離子體原位成像探測器等載荷已完成出艙安裝，全面驗證了艙外載荷安裝流程和空間站貨物氣閘艙、轉移機構等部件的功能性能。突破掌握此項關鍵技術，可大幅提高艙內外貨物交換效率，減少航天員出艙次數和工作量。按計劃，后續還將持續開展貨物出艙安裝工作。

神舟十五號乘組首次出艙 挑戰三艙作業

神舟十五號乘組的首次出艙，是航天員在空間站第一次真正意義上的三艙作業，航天員和地面團隊克服了很多困難，最終順利完成了整個任務流程。

此次出艙活動，航天員從問天氣閘艙出艙，來到夢天實驗艙完成擴展泵組的安裝后，轉移到天和核心艙，進行腳限位器的安裝，最后返回問天氣閘艙，移動范圍廣，操作難度大，對出艙航天員身體素質要求很高。

中國航天員中心工效學分系統主管設計師劉梁：這次出艙任務，很顯著的特點就是航天員轉移的路徑比較長，也是前期任務所沒有的，特別是航天員03就是張陸，他在艙外爬行的扶手總共需要爬行140個扶手左右，還是比較辛苦的。

出艙活動中，指令長費俊龍搭乘大小機械臂組合臂在艙段間進行轉移，由于機械臂移動路徑較長，費俊龍在機械臂上等待的時間較久，更容易受到低溫影響。針對這種情況，地面團隊在任務前與航天員的溝通中，進行了重點提示。

中國航天員中心艙外服信息管理與電源分系統主管設計師 李鵬偉：就是在機械臂轉移前，最好就把液冷服的溫度給調上來，使自己處于一個比較舒適的狀態，以免在感覺到冷的時候再去調節，這樣就會比較滯后。

另外，要讓航天員安全順利地完成艙段間大范圍轉移，持續的天地圖像話音傳輸必不可少。針對此次航天員跨越三艙開展作業的特點，飛控團隊采用了“三艙接力”的測控模式，最大程度保證測控網“在線時長”。

北京航天飛行控制中心工程師謝圓：我們針對三艙組合體下的航天員出艙活動，分別使用三顆中繼星來跟蹤我們的三個艙段，來保證最大的測控跟蹤范圍。測控跟蹤時長的最長保證，是能夠在最大程度保證我們地面與航天員保持連續通信，能夠隨時支持航天員艙外作業。

數字空間站：模擬仿真出艙任務各個環節

神舟十五號乘組首次執行的出艙任務，已是我國空間站乘組第8次出艙。

每個乘組的出艙路線是如何規劃的？頻次是如何確定的？我們一起去地面的數字空間站大廳，了解一下出艙背后的奧秘。

總臺央視記者 吳天白：我現在就在中國空間技術研究院的數字空間站大廳，科研人員在這里建立了一個與真實空間站一模一樣的數字空間站，我們不僅可以看到3D仿真模型，還可以看到空間站的實時數據。每次執行空間站任務前，科研人員都會在這里進行任務的規劃與模擬。

蘇南是出艙任務機械總體主管設計師，他負責的就是每次出艙任務的安排。

航天科技集團五院空間站出艙任務機械總體主管設計師 蘇南：空間站出艙一部分任務是在我們空間站建設初期，就反復研究確定下來的，這個主要還是跟我們整站長期的一個任務來決定。出艙頻率主要還是根據每個乘組的任務來制定的，包括我們空間站現在的運行狀態、當前任務的需求，還有比如說是空間環境的影響，像南大西洋的異常區這種，都要作為我們出艙窗口選擇的一個依據。

每次出艙任務之前，他們都會通過模擬仿真，在數字空間站對出艙任務的各個環節進行綜合分析，確保出艙程序準確無誤。

航天科技集團五院空間站出艙任務機械總體主管設計師 蘇南：因為我們的空間站系統非常龐大和復雜，它有各種學科，能量、能源，它們信息非常復雜，所以說我們就需要運用數字化和智能化高科技的手段，把這些信息融合起來，作為我們空間站建設、運營的一個支持系統。

空天態勢立體顯示軟件助力出艙任務

在地面工作的時候，我們會通過攝像頭來監控周邊情況。

那么在環境更復雜的空間站工作，我們的地面測控團隊又是通過什么來了解空間站的實時動態呢？

總臺央視記者 吳天白：在每次出艙任務中，我們在北京航天飛行控制中心看到的空間站實時三維立體圖像就是在這間辦公室中研發出來的。這是一套我國自主研發的三維仿真系統，兼具了仿真和精細化展示的能力，能夠將空間站的實時狀態準確無誤地表現出來。

中國電科15所專業部虛擬現實研發室主任 王國偉：我們系統叫空天態勢立體顯示軟件，但其實它不只承擔了一個立體顯示的能力，它同時要把空間站狀態、趨勢和形勢的展示、推演、仿真都放在了一塊，利用敏感器采集到數據去進行還原呈現。這個軟件主要承擔了三維沉浸式的形式去進行展示的任務。

記者看到，這套系統構建了一個虛擬的空間站，在計算機上我們可以通過不同的角度觀察空間站，可以拉近拉遠視角，觀察帆板的反光，也可以觀察空間站正運行在地球上方的哪個位置。并與真實空間站保持一致，如果天上的空間站收到了控制指令，虛擬空間站可以立刻做出真實的動作。

中國電科15所專業部虛擬現實研發室主任 王國偉：我們可以理解為數字孿生或者是平行系統，哪怕是更夸張一點元宇宙，這是未來信息系統或者終端去仿真模擬的一個趨勢。我們采用了組件化可快速迭代的這種模式去設計的，目標就是保證盡可能滿足所有任務，不僅是出艙，還是更精細化的模擬，或者某些裝備設施它的開合角度，航天員他的狀態。盡可能通過不同類型的傳感器去采集有限的信息，用全景的方式還原出來整個過程。

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關鍵詞： 立體顯示 機械總體 中國空間站

責任編輯：Rex_10