航天員出艙維修難在哪兒？

中國空間站將在軌運營10年以上，是我國迄今為止建造的壽命最長的載人航天器。為了保障空間站的各組成部分的長壽命和高可靠性，維修是其長期在軌運營必不可少的手段。出艙維修難點在哪里？讓我們一起來看看吧！

由于空間站在軌飛行時，人員、設(shè)備、工具受微重力和真空環(huán)境的影響，與地面和航空設(shè)備維修存在很大不同，在軌出艙維修具有以下難點。

維修操作能力

出艙活動時航天員必須穿著艙外航天服，艙外航天服作為航天員出艙生命保障，可防止宇宙輻射、微流星空間碎片、高真空和高低溫對人體的傷害。全套裝備質(zhì)量和艙外航天服存在內(nèi)外壓差給航天員的運動帶來相當(dāng)大的困難，航天員移動和操作需要克服壓差阻力，因為各關(guān)節(jié)活動能力降低，可達范圍變小。

安裝限位裝置

微重力環(huán)境下出艙維修必須在艙體表面安裝機械腳限位裝置來固定航天員，才能使航天員騰出雙手進行維修操作，但是航天員發(fā)力操作時，仍需騰出一只手來固定身體姿態(tài)。

設(shè)備搬運和傳遞

航天員進行傳遞和安裝維修備件時，需要使用便攜安全帶或設(shè)備本體扶手進行傳遞和搬運，工具或備件體積越大，傳遞速度越慢。

維修可視域

微重力環(huán)境下，航天員身體體液上升，眼壓變化，其視錐體中心線會下降約14.7°。同時受航天服頭盔限制，可視范圍會進一步縮小。

維修時間約束

艙外航天服提供的氧氣、水、氣壓、電等資源有限，因此單次出艙維修須滿足時間約束。由于部分設(shè)備在維修時會使業(yè)務(wù)功能降級或中斷，關(guān)鍵業(yè)務(wù)功能長時間的降級或中斷可能會影響航天器業(yè)務(wù)連續(xù)性和平臺安全。

設(shè)備飄浮問題

微重力環(huán)境下，設(shè)備、螺釘和電纜在斷開固定或連接后易飄浮，會對航天員的視線、操作，甚至安全產(chǎn)生影響。

良好的維修性設(shè)計成為保證航天員在軌出艙維修能否成功的關(guān)鍵。

艙外在軌可更換設(shè)備進行維修性設(shè)計時需要針對出艙維修的難點開展工作，最大程度上降低航天員維修操作難度，提升便利性、安全性，降低在軌操作負荷。通用要求如下。

1.機械設(shè)計：安全防飄浮、可視易操作。

2.電氣設(shè)計：易插拔、不出錯、好觀察、安全易檢測。

3.總裝布局：操作有輔助、方便易到達。

4.維修時間：需保證航天員安全、航天器平臺安全、設(shè)備安全。

空間站在軌飛行時，人員、設(shè)備、工具受微重力環(huán)境影響，其運動特性與在地面以及航空飛行器飛行期間存在很大不同，維修性設(shè)計成為實現(xiàn)在軌維修的重要前提。

當(dāng)艙外維修時，由于航天員需要穿著艙外航天服移動和操作，其運動能力、視野及操作負荷相對艙內(nèi)維修均受到影響，因此對艙外設(shè)備的維修性設(shè)計有著更高的要求，目前我國已針對載人航天出艙維修開展了維修性設(shè)計工作。

首次艙外試驗性維修作業(yè)

2023年12月21日，經(jīng)過約7.5小時的出艙活動，神舟十七號航天員湯洪波、唐勝杰、江新林密切協(xié)同，在空間站機械臂和地面科研人員的配合支持下，開展了天和核心艙太陽翼修復(fù)試驗等既定任務(wù)，圓滿完成首次空間站艙外試驗性維修作業(yè)。

首次出艙維修任務(wù)

2024年3月2日，經(jīng)過約8小時的出艙活動，神舟十七號航天員湯洪波、唐勝杰、江新林密切協(xié)同，在空間站機械臂和地面科研人員的配合支持下，完成全部既定任務(wù)，我國首次艙外維修任務(wù)取得圓滿成功。