在空间站架起“天桥”

11月17日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号航天员蔡旭哲成功出舱的画面。 孙丰晓摄（新华社发）

据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年11月17日16时50分，经过约5.5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，航天员陈冬、蔡旭哲已安全返回空间站问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。

这是空间站“T”字基本构型组装完成后的首次航天员出舱活动，首次检验了航天员与组合机械臂协同工作的能力，进一步验证了问天实验舱气闸舱和出舱活动相关支持设备的功能性能。

接臂、搭桥、抬相机，实现首次跨舱段舱外行走

航天员出舱活动期间，首先完成了天和核心舱与问天实验舱舱间连接装置、天和核心舱与梦天实验舱舱间连接装置安装，搭建起一座三舱间舱外行走的“天桥”，航天员蔡旭哲通过“天桥”实现了首次跨舱段舱外行走。此外，还完成了问天实验舱全景相机A抬升和小机械臂助力手柄安装等任务，全过程顺利圆满。

据中国航天科技集团五院总体设计部空间站系统总体副主任设计师李学东介绍，这是空间站“T”字构型在轨组装完成后的首次出舱任务，航天员出舱活动的范围已经由单舱扩展到三舱。为了方便航天员跨舱段爬行，此次任务要在问天实验舱与天和核心舱之间、梦天实验舱与天和核心舱上分别安装一个舱间连接装置，该装置被形象地称为“天桥”。

问天实验舱间连接装置长度约为3.2米，重达16公斤；梦天实验舱间连接装置长度约为2.6米，重达15公斤。航天员将其一端与实验舱连接装置的基座连接，另一端与天和核心舱的环形扶手连接。安装完成后，航天员可实现从实验舱到天和核心舱的爬行，不再需要由机械臂临时搭桥。

除此之外，航天员还解锁了问天实验舱上的全景相机，并将相机向上抬升约210毫米，使其能够俯视整个三舱的舱外环境，视野更开阔。

组合机械臂支撑出舱任务顺利实施

出舱过程中，机械臂分系统全程配合航天员开展出舱活动；测控与通信分系统在天地间搭建起畅通的通信链路，传输高清图像和进行天地通话等；数管分系统发挥“智能大脑”作用，处置一系列复杂指令；仪表与照明分系统为舱内外提供环境照明和舱内状态显示……

在以往的出舱任务中，航天员都是在单舱工作，各个分系统只需围绕单舱工作即可。本次出舱实现跨舱段工作，需要三个舱段分系统之间的紧密配合——这也是空间站“T”字构型成功在轨组装完成后三舱协同的重要体现。

本次任务中，大、小机械臂首次联手，形成组合机械臂，全力支撑出舱任务顺利实施。组合机械臂由大机械臂、小机械臂和大小臂转接连接件共同组成。其中，大小臂转接连接件由大机械臂目标适配器和小机械臂目标适配器同原理部件组成，能够被大机械臂和小机械臂的末端分别捕获，捕获之后即形成组合臂。

大臂加小臂，使组合机械臂的覆盖半径大为扩展，站在天和核心舱的目标适配器上，能够对本次任务的三舱目标进行操作——这是单臂无法做到的。此外，相较于只有7个自由度的大、小机械臂，组合臂的自由度达到了14个，工作起来更加灵活。

不过，长度增加和自由度提高对组合臂的安全性和可靠性提出了更高的要求。中国航天科技集团五院总体设计部机械臂产品副总师高升介绍，机械臂变长后，柔性随之变大，在进行目标操作时的稳定性控制难度增大，变长的机械臂也会增加运动规划的难度，同时两臂间的运动匹配难度增加。机械臂研制团队充分论证、反复试验，确保了组合机械臂的安全可靠，为舱外载荷照料和航天员出舱等任务提供了更强保障。在此之前，大机械臂已可实现三舱自由爬行，而小机械臂只能在指定舱段上工作。现在只需要通过组合机械臂，就能轻轻松松把小机械臂转移到梦天实验舱，转移之后大、小机械臂分开，小机械臂再爬到相应的目标适配器上完成任务。

2021年，大机械臂随天和核心舱升空，承载力可达25吨；2022年，小机械臂随问天实验舱升空，操作精度更高。二者各具特色，在本次任务中形成组合臂并发挥了关键作用。