在北京航天飛行控制中心拍攝的航天員陳冬（上）、劉洋（下）開展艙外操作的畫面。

航天員陳冬成功開啟問天實驗艙氣閘艙出艙艙門的畫面。新華社發（李杰攝）

(資料圖)

記者從中國航天科技集團五院了解到，從抓總研制天舟四號、神舟十四號、問天實驗艙，該院科技團隊再次全力支撐出艙任務圓滿成功。

艙門更大，出入更輕松

神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時，是通過位于空間站核心艙節點艙的出艙口，艙門直徑為85厘米。本次任務，航天員首次從問天實驗艙的氣閘艙“出門”，該艙門由五院空間站結構與機構團隊抓總研制，直徑達到1米，讓航天員在身著艙外航天服的情況下，能夠更加從容地攜帶設備通過。

看似簡單的幾何尺寸增大，其實是“剛”與“柔”的平衡，需要利用杠桿放大原理尋找平衡點，在保持航天員操作力不變的條件下，讓直徑更大的艙門實現密封。

作為航天器機構中的復雜產品，1米直徑艙門涵蓋密封、傳動、鎖緊、導向、潤滑、人機工效等學科，但設計團隊卻將復雜的功能深入淺出地落實到產品操作細節中。航天員只需使用艙門門體上配套的操作手柄旋轉解鎖，使用助力機構消除殘壓，拉動艙門把手，即可完成打開艙門動作。

此外，艙門還配套了量身定制的保護罩，并將艙門檢漏儀作為密封檢測手段、將艙門壓點開關作為狀態輔助判斷，全方位保障其使用安全。

根據在軌的使用需求不同，研制團隊還在夢天實驗艙等后續任務中配備了多種不同功能的艙門產品。

安全繩更長，太空漫步更自由

航天員執行出艙任務，必須有連接在空間站上的“生命線”時刻護衛左右，這就是由五院529廠研制的可伸縮安全系繩機構。

神舟七號航天員翟志剛完成我國首次太空出艙活動時，使用的是固定長度的系繩，其有效長度僅1米多。但在空間站建造任務中，航天員要完成空間站設備安裝、檢修等出艙任務，出艙范圍更大、操作難度更高、安全要求更嚴格，需要長度更長且可伸縮的安全系繩機構。

為此，研制團隊研發了適用于空間站出艙任務的新型可伸縮安全系繩機構。這種安全繩能保證航天員與空間站艙體間超過10米的安全連接，又不會對航天服產生勾掛和干涉航天員的運動，還要經受住太空中近200℃大溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環境考驗。同時，考慮到人機工效學的要求，產品還要實現恒力輸出，以保證其收放力不對航天員運動產生影響。

針對長距離以及空間環境適應性的設計需求，研發團隊創新提出了一種巧妙的設計方案，實現了鋼絲繩的恒力收放，無需電機提供回轉力矩，避免了電纜的引入，保證了航天員攜帶的便捷性和機動性。

同時，設計人員選用耐空間輻照的特殊包覆材料對鋼絲繩進行保護，確保機構的使用安全。為滿足長壽命使用的要求，他們采用了輔助排繩滑輪組引導鋼絲繩排繩的設計方案，通過大量試驗驗證，確保10余米長鋼絲繩能在狹小的機構里重復有序纏繞上萬次。

照明燈更多，航天員的引航燈塔

此次出艙任務中，航天員可以在更清晰明亮的環境下開展艙外操作，這得益于儀表與照明分系統為航天員帶來的兩臺新“神器”：云臺照明燈。

空間站規劃了艙外多艙段多自由度動態照明為主、固定照明為輔的一體化、多層次、多維度照明系統。隨問天實驗艙發射的艙外云臺照明燈具備全覆蓋角度轉動功能，通過多自由度轉動機構以及投光燈光學系統設計，使航天員出艙路徑以及艙外作業點的照度得到充分保障，成為航天員艙外行走的“引航燈塔”。

其實除了出艙，儀表照明分系統對航天員的呵護也體現在太空生活的每時每刻。

不同于地球，太空沒有晝夜、四季的變化。航天員在軌每天會經歷大約14次日出日落，體內的生物鐘很容易被打亂，并有可能造成一定程度上的睡眠障礙、倦怠和健康損害及工作效率降低。

而通過該系統，航天員進入空間站后，可以根據個人需求通過手機App調節艙內照明環境，在睡眠、工作、運動等模式間切換，以避免長時間單調環境帶來不適，保證高效工作、高質量睡眠。