7月4日,，在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的航天員劉伯明出艙場面,。

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,，7月4日14時57分，經(jīng)過約7小時的出艙活動,，神舟十二號航天員乘組密切協(xié)同,，圓滿完成出艙活動期間全部既定任務(wù)，航天員劉伯明,、湯洪波安全返回天和核心艙,，標(biāo)志著我國空間站階段航天員首次出艙活動取得圓滿成功。這是繼2008年神舟七號載人飛行任務(wù)后,，中國航天員再次實施的空間出艙活動,，也是空間站階段中國航天員的首次空間出艙活動。  

此次出艙活動,，天地間大力協(xié)同,、艙內(nèi)外密切配合，圓滿完成了艙外活動相關(guān)設(shè)備組裝,、全景相機抬升等任務(wù),，首次檢驗了我國新一代艙外航天服的功能性能，首次檢驗了航天員與機械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動相關(guān)支持設(shè)備的可靠性與安全性,，為空間站后續(xù)出艙活動的順利實施奠定了重要基礎(chǔ)。  

當(dāng)然,，要完成艙外活動各項任務(wù),，離不開高科技裝備的支持，讓我們來認(rèn)識一下航天員的艙外“好幫手”。  

機械臂大展身手  

此次出艙活動中,，核心艙機械臂首次托舉航天員到指定位置圓滿完成出艙操作,，抬升天和核心艙艙外全景相機的位置，其大范圍轉(zhuǎn)移能力也得到了驗證,。  

核心艙機械臂展開長度為10.2米,，最多能承載25噸的重量，是空間站任務(wù)中的“大力士”,。該機械臂由中國航天科技集團(tuán)五院（以下簡稱五院）抓總研制,，是目前同類航天產(chǎn)品中復(fù)雜度最高、規(guī)模最大,、控制精度最高的空間智能機械系統(tǒng),，主要承擔(dān)艙段轉(zhuǎn)位、航天員出艙活動,、艙外貨物搬運,、艙外狀態(tài)檢查、艙外大型設(shè)備維護(hù)等8大類在軌任務(wù),。  

筆者從五院了解到,，核心艙機械臂是我國首個可長期在太空軌道運行的機械臂，其肩部設(shè)置了3個關(guān)節(jié),、肘部設(shè)置了1個關(guān)節(jié),、腕部設(shè)置了3個關(guān)節(jié)，一共7個關(guān)節(jié),，每個關(guān)節(jié)對應(yīng)1個自由度,，具有七自由度的活動能力。通過各個關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn),，能夠?qū)崿F(xiàn)前后左右任意角度與位置的抓取和操作,，為航天員出艙順利開展任務(wù)提供強有力的保證。  

為擴(kuò)大任務(wù)觸及范圍,，該機械臂還具備“爬行”功能,。其采用“肩3+肘1+腕3”的關(guān)節(jié)配置方案，肩部和腕部關(guān)節(jié)配置相同,，意味著機械臂兩端活動功能相同,；肩部與腕部各裝有一個末端執(zhí)行器，可以對接艙體表面安裝的目標(biāo)適配器,，機械臂通過末端執(zhí)行器與目標(biāo)適配器對接與分離,，同時配合各關(guān)節(jié)的聯(lián)合運動，從而實現(xiàn)在艙體上的爬行轉(zhuǎn)移,。  

艙外維修與輔助工具首次亮相  

作為航天員執(zhí)行出艙任務(wù)的“機械伙伴”,，由五院研制的艙外維修與輔助工具,，可協(xié)助航天員有效克服航天服手套充壓后操作不便、高難度單手操作,、在軌防漂要求高等難題,，具備輔助航天員在軌著航天服狀態(tài)下開展艙外行走、位姿轉(zhuǎn)換,、設(shè)備更換,、產(chǎn)品安全防護(hù)等多項功能，是執(zhí)行艙外活動必不可少的工具,，其包括用于艙外設(shè)備維修的艙外電動工具,、艙外扳手、通用把手等,。  

艙外電動工具是此次維修任務(wù)用到的唯一機電類工具,，它可以適應(yīng)艙外復(fù)雜的真空和高低溫環(huán)境，具有定力矩擰緊,、擰松的工作模式,，并且設(shè)置有休眠模式。  

艙外通用把手可以安裝到維修設(shè)備上,，用于航天員在軌維修時進(jìn)行待維修設(shè)備的轉(zhuǎn)移及防漂,，通過與設(shè)備端的通用把手底座配合，實現(xiàn)航天員單手完成對設(shè)備的快速鎖定,、解鎖,。  

艙外輔助維修工具還包含便攜式腳限位器、2種便攜式安全帶,、艙外操作臺及微型工作臺等輔助工具,。便攜式腳限位器是此次維修任務(wù)中機構(gòu)設(shè)計最為復(fù)雜的產(chǎn)品，共設(shè)計有旋轉(zhuǎn),、俯仰,、滾轉(zhuǎn)、偏航4個關(guān)節(jié)自由度,，可協(xié)助航天員在艙外調(diào)整至執(zhí)行任務(wù)的工作姿態(tài),；與之配合使用緊密的艙外操作臺，可協(xié)助航天員進(jìn)行維修任務(wù)時掛放設(shè)備和維修工具,，解放航天員雙手,，實現(xiàn)設(shè)備或維修工具的臨時存放。便攜式安全帶可協(xié)助航天員實現(xiàn)艙外作業(yè)位置設(shè)備及維修工具的防漂,。與航天服直接相連的微型工作臺,，則像一根多功能腰帶一樣環(huán)繞在航天服腰部，將航天員出艙使用的艙外電動工具,、艙外通用把手和艙外扳手隨身攜帶,，確保航天員隨用隨取,。  

信號全覆蓋,，除了通話還能“直播”  

航天員進(jìn)行出艙活動時,，與地面建立高速、及時的通信聯(lián)系極為重要,。出艙活動不僅是對航天員的全方位考驗,，也是對天和核心艙與地面測控站之間通信能力的一大考驗。  

五院研制的出艙通信子系統(tǒng)實現(xiàn)了艙內(nèi)外航天員之間,、艙內(nèi)外航天員與地面人員之間,，以及艙外航天員之間的全雙工語音通信，在航天員艙外活動范圍內(nèi)實現(xiàn)無線通信全覆蓋,。與上一代出艙通信系統(tǒng)相比,，該產(chǎn)品具有通信距離更遠(yuǎn)、通信速率更高,、工作壽命更長等特點,，同時由于采用了功率控制、抗多徑等措施,，該產(chǎn)品具有更強的空間環(huán)境抗電磁干擾能力,，并支持多名航天員同時出艙活動時的通話功能。  

艙外圖像傳輸子系統(tǒng)為艙外提供無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,，通過出艙無線收發(fā)設(shè)備提供的“熱點”進(jìn)行圖像傳輸,，實現(xiàn)了對航天員出艙活動進(jìn)行實時顯示、實時記錄等功能,，以及為太陽翼繞行測量試驗提供數(shù)據(jù)傳輸功能,。  

同時，第三代中繼終端產(chǎn)品通過與天鏈一號,、天鏈二號中繼衛(wèi)星建立中繼鏈路,，實現(xiàn)中繼通信，確保航天員與地面通信的實時暢通,。這就好比在太空中搭建了地面與中繼衛(wèi)星,、中繼衛(wèi)星與航天員之間的“天路”。  

空間站中繼終端與其他型號在設(shè)計上最大的區(qū)別在于,，為了保證在軌使用的長壽命,，需要具備在軌可維修性?？臻g站中繼終端采用了集成化,、模塊化的設(shè)計思路，在保證傳輸信號質(zhì)量的同時,，方便航天員維修更換,。  

神舟十二號航天員乘組自6月17日進(jìn)駐天和核心艙以來,，按計劃開展了各項工作，目前3名航天員狀態(tài)良好,，后續(xù)在軌飛行期間還將進(jìn)行一次出艙活動,。