11月17日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十四號航天員蔡旭哲成功出艙的畫面。　孫豐曉攝（新華社發）

據中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2022年11月17日16時50分，經過約5.5小時的出艙活動，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協同，圓滿完成出艙活動全部既定任務，航天員陳冬、蔡旭哲已安全返回空間站問天實驗艙，出艙活動取得圓滿成功。

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這是空間站“T”字基本構型組裝完成后的首次航天員出艙活動，首次檢驗了航天員與組合機械臂協同工作的能力，進一步驗證了問天實驗艙氣閘艙和出艙活動相關支持設備的功能性能。

接臂、搭橋、抬相機，實現首次跨艙段艙外行走

航天員出艙活動期間，首先完成了天和核心艙與問天實驗艙艙間連接裝置、天和核心艙與夢天實驗艙艙間連接裝置安裝，搭建起一座三艙間艙外行走的“天橋”，航天員蔡旭哲通過“天橋”實現了首次跨艙段艙外行走。此外，還完成了問天實驗艙全景相機A抬升和小機械臂助力手柄安裝等任務，全過程順利圓滿。

據中國航天科技集團五院總體設計部空間站系統總體副主任設計師李學東介紹，這是空間站“T”字構型在軌組裝完成后的首次出艙任務，航天員出艙活動的范圍已經由單艙擴展到三艙。為了方便航天員跨艙段爬行，此次任務要在問天實驗艙與天和核心艙之間、夢天實驗艙與天和核心艙上分別安裝一個艙間連接裝置，該裝置被形象地稱為“天橋”。

問天實驗艙間連接裝置長度約為3.2米，重達16公斤；夢天實驗艙間連接裝置長度約為2.6米，重達15公斤。航天員將其一端與實驗艙連接裝置的基座連接，另一端與天和核心艙的環形扶手連接。安裝完成后，航天員可實現從實驗艙到天和核心艙的爬行，不再需要由機械臂臨時搭橋。

除此之外，航天員還解鎖了問天實驗艙上的全景相機，并將相機向上抬升約210毫米，使其能夠俯視整個三艙的艙外環境，視野更開闊。

組合機械臂支撐出艙任務順利實施

出艙過程中，機械臂分系統全程配合航天員開展出艙活動；測控與通信分系統在天地間搭建起暢通的通信鏈路，傳輸高清圖像和進行天地通話等；數管分系統發揮“智能大腦”作用，處置一系列復雜指令；儀表與照明分系統為艙內外提供環境照明和艙內狀態顯示……

在以往的出艙任務中，航天員都是在單艙工作，各個分系統只需圍繞單艙工作即可。本次出艙實現跨艙段工作，需要三個艙段分系統之間的緊密配合——這也是空間站“T”字構型成功在軌組裝完成后三艙協同的重要體現。

本次任務中，大、小機械臂首次聯手，形成組合機械臂，全力支撐出艙任務順利實施。組合機械臂由大機械臂、小機械臂和大小臂轉接連接件共同組成。其中，大小臂轉接連接件由大機械臂目標適配器和小機械臂目標適配器同原理部件組成，能夠被大機械臂和小機械臂的末端分別捕獲，捕獲之后即形成組合臂。

大臂加小臂，使組合機械臂的覆蓋半徑大為擴展，站在天和核心艙的目標適配器上，能夠對本次任務的三艙目標進行操作——這是單臂無法做到的。此外，相較于只有7個自由度的大、小機械臂，組合臂的自由度達到了14個，工作起來更加靈活。

不過，長度增加和自由度提高對組合臂的安全性和可靠性提出了更高的要求。中國航天科技集團五院總體設計部機械臂產品副總師高升介紹，機械臂變長后，柔性隨之變大，在進行目標操作時的穩定性控制難度增大，變長的機械臂也會增加運動規劃的難度，同時兩臂間的運動匹配難度增加。機械臂研制團隊充分論證、反復試驗，確保了組合機械臂的安全可靠，為艙外載荷照料和航天員出艙等任務提供了更強保障。在此之前，大機械臂已可實現三艙自由爬行，而小機械臂只能在指定艙段上工作。現在只需要通過組合機械臂，就能輕輕松松把小機械臂轉移到夢天實驗艙，轉移之后大、小機械臂分開，小機械臂再爬到相應的目標適配器上完成任務。

2021年，大機械臂隨天和核心艙升空，承載力可達25噸；2022年，小機械臂隨問天實驗艙升空，操作精度更高。二者各具特色，在本次任務中形成組合臂并發揮了關鍵作用。

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關鍵詞： 連接裝置 總體設計 中國航天