神十五乘组完成首次“太空漫步” 挑战三舱作业有哪些奥秘？一文了解

空间站货物出舱安装任务陆续开展

梦天实验舱货物气闸舱，可支持货物自动进出舱，为舱内外科学实验提供支持。

(资料图)

据中国载人航天办公室消息，中国空间站货物出舱安装任务已于前期陆续开展。

空间站货物出舱安装任务由载荷转移机构、货物气闸舱、内外舱门、机械臂协同配合，通过在轨航天员或地面操作，将需要出舱的货物送出舱外，根据任务需要也可将舱外的货物送进舱内。前期，能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器等载荷已完成出舱安装，全面验证了舱外载荷安装流程和空间站货物气闸舱、转移机构等部件的功能性能。突破掌握此项关键技术，可大幅提高舱内外货物交换效率，减少航天员出舱次数和工作量。按计划，后续还将持续开展货物出舱安装工作。

神舟十五号乘组首次出舱 挑战三舱作业

神舟十五号乘组的首次出舱，是航天员在空间站第一次真正意义上的三舱作业，航天员和地面团队克服了很多困难，最终顺利完成了整个任务流程。

此次出舱活动，航天员从问天气闸舱出舱，来到梦天实验舱完成扩展泵组的安装后，转移到天和核心舱，进行脚限位器的安装，最后返回问天气闸舱，移动范围广，操作难度大，对出舱航天员身体素质要求很高。

中国航天员中心工效学分系统主管设计师 刘梁：这次出舱任务，很显著的特点就是航天员转移的路径比较长，也是前期任务所没有的，特别是航天员03就是张陆，他在舱外爬行的扶手总共需要爬行140个扶手左右，还是比较辛苦的。

出舱活动中，指令长费俊龙搭乘大小机械臂组合臂在舱段间进行转移，由于机械臂移动路径较长，费俊龙在机械臂上等待的时间较久，更容易受到低温影响。针对这种情况，地面团队在任务前与航天员的沟通中，进行了重点提示。

中国航天员中心舱外服信息管理与电源分系统主管设计师 李鹏伟：就是在机械臂转移前，最好就把液冷服的温度给调上来，使自己处于一个比较舒适的状态，以免在感觉到冷的时候再去调节，这样就会比较滞后。

另外，要让航天员安全顺利地完成舱段间大范围转移，持续的天地图像话音传输必不可少。针对此次航天员跨越三舱开展作业的特点，飞控团队采用了“三舱接力”的测控模式，最大程度保证测控网“在线时长”。

北京航天飞行控制中心工程师 谢圆：我们针对三舱组合体下的航天员出舱活动，分别使用三颗中继星来跟踪我们的三个舱段，来保证最大的测控跟踪范围。测控跟踪时长的最长保证，是能够在最大程度保证我们地面与航天员保持连续通信，能够随时支持航天员舱外作业。

数字空间站：模拟仿真出舱任务各个环节

神舟十五号乘组首次执行的出舱任务，已是我国空间站乘组第8次出舱。

每个乘组的出舱路线是如何规划的？频次是如何确定的？我们一起去地面的数字空间站大厅，了解一下出舱背后的奥秘。

总台央视记者 吴天白：我现在就在中国空间技术研究院的数字空间站大厅，科研人员在这里建立了一个与真实空间站一模一样的数字空间站，我们不仅可以看到3D仿真模型，还可以看到空间站的实时数据。每次执行空间站任务前，科研人员都会在这里进行任务的规划与模拟。

苏南是出舱任务机械总体主管设计师，他负责的就是每次出舱任务的安排。

航天科技集团五院空间站出舱任务机械总体主管设计师 苏南：空间站出舱一部分任务是在我们空间站建设初期，就反复研究确定下来的，这个主要还是跟我们整站长期的一个任务来决定。出舱频率主要还是根据每个乘组的任务来制定的，包括我们空间站现在的运行状态、当前任务的需求，还有比如说是空间环境的影响，像南大西洋的异常区这种，都要作为我们出舱窗口选择的一个依据。

每次出舱任务之前，他们都会通过模拟仿真，在数字空间站对出舱任务的各个环节进行综合分析，确保出舱程序准确无误。

航天科技集团五院空间站出舱任务机械总体主管设计师 苏南：因为我们的空间站系统非常庞大和复杂，它有各种学科，能量、能源，它们信息非常复杂，所以说我们就需要运用数字化和智能化高科技的手段，把这些信息融合起来，作为我们空间站建设、运营的一个支持系统。

空天态势立体显示软件助力出舱任务

在地面工作的时候，我们会通过摄像头来监控周边情况。

那么在环境更复杂的空间站工作，我们的地面测控团队又是通过什么来了解空间站的实时动态呢？

总台央视记者 吴天白：在每次出舱任务中，我们在北京航天飞行控制中心看到的空间站实时三维立体图像就是在这间办公室中研发出来的。这是一套我国自主研发的三维仿真系统，兼具了仿真和精细化展示的能力，能够将空间站的实时状态准确无误地表现出来。

中国电科15所专业部虚拟现实研发室主任 王国伟：我们系统叫空天态势立体显示软件，但其实它不只承担了一个立体显示的能力，它同时要把空间站状态、趋势和形势的展示、推演、仿真都放在了一块，利用敏感器采集到数据去进行还原呈现。这个软件主要承担了三维沉浸式的形式去进行展示的任务。

记者看到，这套系统构建了一个虚拟的空间站，在计算机上我们可以通过不同的角度观察空间站，可以拉近拉远视角，观察帆板的反光，也可以观察空间站正运行在地球上方的哪个位置。并与真实空间站保持一致，如果天上的空间站收到了控制指令，虚拟空间站可以立刻做出真实的动作。

中国电科15所专业部虚拟现实研发室主任 王国伟：我们可以理解为数字孪生或者是平行系统，哪怕是更夸张一点元宇宙，这是未来信息系统或者终端去仿真模拟的一个趋势。我们采用了组件化可快速迭代的这种模式去设计的，目标就是保证尽可能满足所有任务，不仅是出舱，还是更精细化的模拟，或者某些装备设施它的开合角度，航天员他的状态。尽可能通过不同类型的传感器去采集有限的信息，用全景的方式还原出来整个过程。

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