一道“天桥”连“天堑” 太空出舱更自如

2022年11月17日，在中国空间站三舱齐聚天宇，“T”字基本构型在轨组装完成的高光时刻，神舟十四号航天员乘组第三次顺利出舱，更令人充满期待。本次出舱任务中，航天员完成了整站舱外自主转移路径连接，首次执行跨舱舱外作业，再次让世人感受到中国航天科技“以人为本”的设计理念。

▲航天员正在进行舱间连接装置安装作业

此次，由航天科技集团五院（以下简称五院）总装与环境工程部研制的15类18件舱外维修工具，为任务的圆满成功提供了有力支撑。这其中，除了大家熟知的脚限位器、舱外电动工具等“神器”外，还有2件被研制人员誉为“太空天桥”的舱间连接装置首次亮相，在任务中发挥了重要作用。它们不仅帮助航天员搭建起天和核心舱与问天实验舱、天和核心舱与梦天实验舱的跨舱转移路径，让舱外“天堑”秒变通途，更为空间站后续更加复杂的跨舱段任务铺平了技术道路。

看“太空天桥”如何让舱外“天堑”秒变“天阶通途”

中国空间站“T”字构型特殊而复杂，要顺利完成从一个舱段的外壁转移至另一个舱段的多项舱外任务，对于身着厚重航天服的航天员来说无疑充满了挑战。为了让航天员自在“穿梭”于舱段间完成各项舱外任务，搭建一条舱间转移路径成为首选。为此，五院舱外维修工具研制团队特别为空间站设计了灵活而安全的“太空天桥”，这便是舱间连接装置。可别小看这件“神器”，它可是目前空间站上行舱外工具中长度最大，且可跨舱开展空间在轨维修作业的关键设备。有了它，舱间“天堑”秒变“天阶通途”。

▲舱间连接装置

然而，舱间连接装置的设计并非一蹴而就，既要满足节点舱与问天舱之间、节点舱与梦天舱之间的远距离连接长度需求，又要充分考虑发射过程中上行存储空间对产品尺寸的限制，还要方便航天员出舱安装，设计难度不言而喻。“路都是自己闯出来的！”面对苛刻的设计要求和为数不多的技术经验，研制团队经过多轮研究，最终确定了折叠上行、出舱展开的技术方案。即：上行时采用折叠后装入货包的方案，既能够满足空间要求，也可以在上行期间对产品妥善保护；航天员出舱活动时，通过便捷操作即可将其展开，并架设在两个舱段之间。同时考虑到在轨微重力环境下，两舱之间的相对位置或姿态可能产生变化，位于两舱外壁上的装置安装接口之间的相对距离也随之变化，因此研制人员为装置设计了两个巧妙的调节机构，保证连接可靠、工具完好。

“太空天桥”设计巧妙 多重“锁紧”更安全

既然被誉为“太空天桥”，那么它具备的高可靠性、对航天员的无干涉等特点，可谓实至名归。初上空间站，航天员都在忙着“解锁”身边的各种设备时，舱间连接装置却为了航天员舱外工作安全而“稳稳锁紧”。由于航天员舱外任务的需要，它不仅要与舱段两端的接口对接时锁定，要挂在操作台上随机械臂大范围转移时锁定以保持住折叠状态，还要从折叠状态展开到展平状态时锁定以保持住架设状态。这一系列“锁紧”动作，正是在舱间连接装置设置的多重安全锁定帮助下完成的。

据五院研制人员介绍，“整个装置共设计了13道锁，尤其在装置两端与舱体的安装接口处均设计有4道锁，确保连接处绝对可靠。此外，锁定开关的拨片、装置主体结构上的标准件都经过了精心设计，有效避免了航天员转移过程中误碰，确保出舱任务圆满完成。”

一切为了航天员 “太空天桥”

展现中国航天科技“以人为本”设计理念

载人航天，人命关天。作为跨舱作业“太空天桥”的舱间连接装置，其在轨安全性始终是五院舱外维修工具研制团队最为关注的问题。“还能不能做得更好？”是研制人员交流研讨时常常提到的灵魂之问，能够有力支持航天员安全、方便、高效地完成出舱任务，是他们的最大心愿。

为实现“太空天桥”自信上天，成为航天员出舱时易用好用的舱外设备，在舱间连接装置的详细设计与工效学评价期间，研制团队充分借鉴了神舟十二号航天员乘组与神舟十三号航天员乘组出舱任务的宝贵在轨应用经验，围绕航天员出舱任务的使用需求，对舱间连接装置进行了多轮迭代设计和工效学验证。在他们的细心打磨下，开关的位置、标识的方向、标号字体的大小、操作的位置、航天员的习惯姿态……每一个细节都变得更完美，让“太空天桥”越来越贴心。

▲研制团队正在进行舱间连接装置在轨安装全流程推演

在环境试验领域，五院舱外维修工具研制团队充分发挥舱力优势，为舱间连接装置量身定制了“专属考卷”。除基本的力学和热学环境试验这些“基础题”外，他们还为舱间连接装置设计了“拔高题”，由操作者在极端高低温环境下穿戴模拟手套，逐一操作每个开关的解锁和锁定，以考核各开关功能，从而确保设计周全可靠、使用体验流畅。随航天器入轨之前，已在地面经过重重严苛考核，因此即使是首次亮相，也足够“自信”能保证任务圆满完成。

经过细致的推演、严格的验证后，“太空天桥”奔赴太空。这座功能集成度极高的“天桥”，为航天员在三舱之间便捷、安全地转移提供了有力支撑。舱外工具研制团队也有信心承担好后续研制任务，为空间站的长期在轨稳定运行和在轨科学研究贡献力量。

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