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机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

作者:网友投稿 发布时间:2021-12-27 08:07 浏览:

12月26日晚,神舟十三号航天员乘组进行了第二次出舱活动,也是中国空间站阶段航天员的第四次出舱。在前几次的出舱任务中,我国自主研制的机械臂为航天员在舱外作业提供了很大的支持。它是我国目前智能程度最高、技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统,功能强大的机械臂到底长什么样呢?除了辅助航天员作业,这个太空中大大的手臂还有哪些功能呢?

中国空间站机械臂一共是分为三个肩部关节、一个肘部关节和三个腕部关节,外加两个末端执行机构,展开之后的长度超过10米。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

空间站机械臂是我国首个可长期在太空轨道运行的机械臂,它能真实模拟人手臂的灵活转动,通过旋转结构,能在前后左右的任何角度和部位抓取物体,抓取能力可以达到25吨,具有七自由度的活动能力。在执行出舱任务中,机械臂是航天员的好帮手。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

航天科技集团五院空间站机械臂任务规划主管设计师 辛鹏飞:我们实际上是解放了航天员的双手。我们机械臂的末端是挂载着设备,然后让航天员可以去操作。你可以把机械臂想象成一个巨大的自拍杆,核心舱用它来把自己的状态全都确认清楚。

除了具有灵活的手臂,机械臂还有明亮的眼睛——视觉系统,以及敏锐的触觉神经,机械臂的肩部与腕部各有一个末端执行器,它可以像人的手掌一样,抓取在轨的舱段或者货物,未来可以对航天器进行巡检。此外,机械臂还兼顾应急处置功能。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

航天科技集团五院空间站机械臂任务规划主管设计师 辛鹏飞:万一航天员在舱外遇到了感觉不舒服的情况,我们机械臂可以快速地把航天员送回到出舱口附近。

根据空间站的建造计划,机械臂接下来将进行航天器转位技术的验证。而在明年,还有一个小型机械臂将随实验舱发射,未来两个机械臂将相互配合,执行更多更复杂的航天任务。

航天员进入太空之后,他们的安全保障一直是地面人员最为关注的焦点。所以,在空间站内部和外部都设置了很多的产品,确保航天员在舱内以及在出舱执行任务过程中的安全。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

这个小方盒子叫舱门压点开关,它的主要作用是用来判断航天员执行舱外作业时候,舱门的开闭状态。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

航天科技集团九院五三九厂机械机构产品首席专家 朱佳华:这个产品就好比于我们汽车上用于指示车门开关状态的一个传感器,我们平时开车的时候,如果车门没到位,它就会提示车门没关到位。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

航天员日常工作和生活的环境与其他地方的压力是不同的,因此一旦航天员要离开核心舱去往其他地方,首先就需要在新环境中创造一个合适的压力环境。而一旦舱门没有开关到位,将直接影响后续一系列的操作,并可能影响航天员的生命安全。

航天科技集团九院五三九厂机械机构产品首席专家 朱佳华:如果说没有这个信息的话,很可能造成一些事故,从而造成漏气,可能会影响到宇航员的生命安全,所以必须100%确认舱门完全关上了,我们才可以进行下一步的操作。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

形象地说,舱门压点开关就像是舱门开和关遥测系统的“神经末梢”,是地面监测舱门开和关的重要组成部分。而为了能够准确显示舱门的状态,要求压点开关内部的两组开关信号必须保持同步,并且能够及时将舱门状态信息告知航天员和地面指挥人员,从而保证在飞行任务中各舱门状态的实际可控。

在神十三乘组出舱的过程中,测控通信系统提供了实时的通信支持,这样一来,地面和航天员之间的指令和通话实现互通的同时,出舱的实时图像也同步传回地面,这些技术到底是如何实现的呢?

目前在轨运行的空间站每绕地球一圈大约需要90分钟,为了能保证天地之间的通信不中断,我国设置了一张覆盖海陆空的通信网络,不仅保证全天时全天候通信畅通,身处太空的航天员还能体验到与地面无差别的网络环境。

机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背

中国电科首席专家 柴霖:形象地说,我们测控通信系统(是)放风筝的风筝线,航天员在上面所有的活动,以及他跟地面的沟通,全都是通过测控通信这条生命线传到地面来的。我们现在都是能达到100%的测控覆盖率。我们现在的测控通信的带宽已经达到了我们地面就是大家用5G手机的这样的一个速率。所以航天员跟地面的通信,我们看画面这些完全没有出现马赛克、出现迟滞,它是非常自如的。

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除了测控通信全覆盖,依托我国航天事业的快速发展,测控通信技术水平也在不断提升,天问一号从火星出传回的数据,也是由这张网来提供的技术支持。正是有了这些技术的积累,也为后续中国航天走向更深远的太空提供了有力保障。

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