记者从国家航天局获悉,北京时间2021年8月20日14时33分,经过约6小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成此次出舱活动期间全部既定任务,航天员聂海胜、航天员刘伯明已安全返回天和核心舱,比原计划提前了约1小时,空间站阶段第二次航天员出舱活动取得圆满成功。此次出舱活动,天地间大力协同、舱内外密切配合,先后完成了舱外扩展泵组安装、全景相机D抬升等任务,全过程顺利圆满,进一步检验了我国新一代舱外航天服的功能性能,检验了航天员与机械臂协同工作的能力及出舱活动相关支持设备的可靠性与安全性。
目前,神舟十二号载人飞行任务已经进入第三个月。后续,航天员乘组将继续开展空间科学实验和技术试验,计划9月中旬返回东风着陆场。返回前,神舟飞船还将进行绕飞及径向交会试验。
第二次出舱承担三项任务
7月4日,我国载人航天工程空间站阶段的首次出舱活动圆满成功。本次出舱任务依旧是由三名航天员共同配合完成,两名航天员出舱,一名航天员留在舱内执行指挥与协作任务。出舱任务有三项,安装舱外的热控扩展泵组、抬升舱外全景相机以及组装舱外的工具箱。航天科技集团五院空间站热控分系统副主任设计师黄磊介绍说,这次航天员出舱相比上一次航天员出舱有一个任务是跟上次是类似的,要把全景相机要再抬高一下,具体的操作跟上次是一样的,不一样的就是我们多了一个热控扩展泵组的安装。其中一名航天员拿着扩展机箱(热泵),乘坐机械臂缓慢地从节点舱向后移动到天和一号的后端,也就是资源舱。 另外一名航天员通过爬行到操作的工位,辅助同伴来完成扩展泵组的安装。航天员此次要安装的热控扩展泵组中含有两台热控流体回路循环泵,是天和核心舱热控系统的重要设备,对航天员生活以及空间站设备正常运转非常重要。这些工作服务于空间站建造任务,也是为了全面涵盖关键技术验证的要素。这一次出舱与上一次出舱,在大的程序上没有变化,只是在各个工作块之间的时间分配上做了一些调整,包括天地沟通等方面。通过精简调整,提高航天员的工作效率。有关调整变化已与天上的航天员沟通。8月16日,航天员与地面进行了出舱程序演练,进行了机械臂的在轨操作,进一步熟悉固化了出舱程序。
由于执行出舱任务的航天员做了调整,因此航天员对舱外航天服的尺寸进行了调节,更换了手套型号,补充了舱外航天服携带的消耗品。此前,航天员完成了舱外航天服的状态确认。 航天员在出舱前还开展了一系列身体检查,确认身体状态良好,同时也要确保在数小时的出舱活动中体能状态良好。
在航天员在轨飞行过程中,气体很珍贵。在航天员出舱过程中,科技人员通过气体复用系统,将气闸舱的气抽取到生活舱去,等航天员完成出舱活动回来时,再将生活气体补充到其他舱段内,实现气体的复用。
中国航天员中心副研究员、空间站环控生保系统主任设计师李森介绍说,目前这套气体复用系统,这套系统在第一次出舱过程中已经验证过了。第二次依然用这套系统。目前这套系统工作正常,气体复用率达到70%以上,实现了我们的目标。目前,航天员已经在轨飞行两个月以上,这也是我国在轨飞行时间最长的一次任务。目前,环控生保所有功能都是正常的。中国航天员科研训练中心研究员李英斌也介绍说,两次出舱任务完全实现了我们既定的科研目标,物质回收率也达到了事先定下的指标。
出舱活动支持小组为航天员出舱提供支持
2021年7月4日,经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。为了航天员出舱任务的顺利实施,出舱活动支持小组为此付出了巨大的心血。针对空间站阶段出舱活动任务复杂难度大的特性,2021年3月4日,载人航天办公室决定汇集航天员系统、空间站系统和测控系统的相关责任总师和岗位支持人员共20余人,组成出舱活动联合专班,航天员系统总设计师黄伟芬任专班组长,航天员系统一名教员担任出舱活动专项指挥,代号“曙光”。当航天员准备执行出舱任务时,从核心舱进入节点舱并关上两舱之间的双向承压舱门开始直到出舱活动任务完成返回核心舱并关上两舱之间的双向承压舱门结束,这段过程由“曙光”全程指挥实施。
为了实时监测舱外服消耗品余量,舱外服支持岗工作人员开发了一个消耗品预测分析软件,通过监测现有数据来预测后续工作时长。防止万一软件出现故障,还可以通过手动测算。经预测,执行出舱任务的两套服装均能保证8小时以上时长,完全能保证出舱任务的需求。为了确保航天员操作快捷无误,舱外服支持岗提前一天把所有物资和设备所处的位置、象限、产品编号等写成任务清单,上传给航天员。出舱前,岗位人员对舱外服和相关舱载设备进行了24小时测试,确保供氧、供电、供水、通信等功能正常。尤其服装气密性检查是重点项目,其将直接影响任务成败甚至航天员的生命安全。
航天员从舱内的正常大气压环境走向舱外真空环境,需穿过节点舱进行过渡,将节点舱分三步逐步泄压到真空状态,才能打开舱门出舱;返回节点舱后,也要分三步逐步复压到常压状态,才可以脱掉舱外服。节点舱内泄复压、出舱前后在舱内为航天服提供氧气供应、服装制冷等多项支持工作,主要由环控生保出舱保障子系统完成。最难的工作是压力和氧浓度调控,由于在节点舱泄压阶段,舱外服要用氧气进行大流量冲洗,舱内氧浓度就会增加。既要防止氧浓度过高带来火灾风险,又要防止氧浓度过低影响航天员呼吸,氧浓度必须控制在0.4kPa内进行精密调控。但是舱容较小,压力变化大,要控制在一个这么精确的范围内,难度很大。
为此,岗位人员反复做实验,计算各种工况下的压力、氧浓度数值,制定曲线表研究规律并精确进行预调控。为完成好空间站首次出舱保障任务,环控生保技术组全员一轮轮推演程序、一遍遍故障模拟及对策验证,不放过任何疑点,利用地面组合体试验平台就进行了4次全流程验证。
文/广州日报·新花城记者:肖欢欢 通讯员:杨欣
图/广州日报·新花城记者:肖欢欢 通讯员:杨欣
视频/广州日报·新花城记者:肖欢欢 通讯员:杨欣
广州日报·新花城编辑:蔡凌跃