神舟十七号航天员在中国空间站的设备维修“利器”

该空间站已在轨道上运行了很长时间。 如何保证航天员的安全，如何对航天器设备进行维修和保养？ 接下来我们就来了解一下吧。

在线维护调整操作柜空间站中的维护工具

中国空间站舱内外有大量设备。 如果这些设备出现故障我们该怎么办？ 我国科研人员创新研发出一套“在线维护安装调节操作柜”。 有了它，空间站的实验设备和负载一旦出现故障，就可以在轨道上进行修复。 下面，记者就带我们来了解一下这把中国空间站设备维护的“利器”。

总台央视记者储二甲：这里是中科院空间应用工程技术中心的镜厅。 像我身后的这个实验柜一共有十四个。 这些实验柜其实和中国空间站里的一模一样。 我身后有一个操作柜，叫在线维护调整。 中国空间站蒙天实验舱里有一个一模一样的操作柜，可以修复一些在轨出现故障的设备。

中国科学院空间应用工程技术中心研究员 张璐：其他（实验柜）都是科学实验柜，它们会有一个或多个相对固定的研究课题。 这个实验柜其实更多的是一个支撑实验柜。 例如，它在生命科学或流体科学方面没有专门且独立的研究方向。 过去，如果某些（设备）出现故障，宇航员在轨道上进行维修和更换并不是很方便。 这个上线实际上意味着，在轨期间，宇航员可以更换和维修其他科学实验柜，包括其他空间应用系统的一些负载装置，或者当有运行需要时，这个实验柜提供了一系列的，包括结构安装、洁净空间处理等。 ，包括机械臂（手）的辅助操作，相应的真空、废气以及许多工具支撑，以保证这些维护操作能够在轨道上顺利进行。

体积并不大的在线维修调整操作柜如何对中国空间站的大型设备进行维修？ 张璐告诉记者，他们在设计之初就已经考虑到了这个问题，并为此设计了一些空间拓展的功能。

中科院空间应用工程技术中心研究员 张璐：这里主要进行小载荷、标准载荷等维护操作，包括一些有密封要求的载荷。 我们可以通过更换手套来进行操作。 舱外有一些大型负载需要安装、升级甚至拆卸。 我们可以使用这个移动维护平台。 将这个平台拉开后，可以将其展开成约900毫米×700毫米的大平板。 舱外的这些大型负载可以安装固定在这块大平板上，然后宇航员可以结合针对各种负载的丰富的内部接口对这块平板进行相应的维护操作。

灵巧的机械手辅助操作，精度在0.1毫米以内。

你之前可能已经了解到，中国空间站舱外有大大小小的两只机械臂。 大型机械臂展开时长约10米，最大负载能力为25吨。 它可以爬到舱外，也可以像问天实验舱一样抓取物体。 还有梦天实验舱这样的大舱。 空间站外的小型机械臂臂长约5米，最大负载3吨。 小型机械臂作业精度更高，可单独使用，也可与大型机械臂连接形成约15米长的组合臂，从而扩大空间。 舱外机械臂可到达的范围。

但你知道吗，我们空间站里也有一个智能机械臂，它位于前面提到的蒙天实验舱在线维护调整操作柜内？ 展开时长约70至80厘米，操作精度可在0.1毫米以内。 ，可以帮助宇航员进行维护、组装和调整操作。

张璐介绍，这款在线维护调整操作柜有一个非常强大的智能机械手。 它拥有非常灵活的7自由度关节，可以轻松旋转到各种姿势，实现狭小空间内的工作。 复杂的轨迹规划，运行精度可达0.1毫米以内，响应速度快，可帮助航天员在轨完成大量复杂的维护任务。

中科院空间应用工程技术中心研究员张璐：一些舱外负载进入舱后，包括一些生物负载，实验结束后，当需要消毒灭菌时，我们可以更换机械臂（手）末端工具。 未来我们可以拥有不同的末端工具，更换后可以执行不同的操作任务。 对于一些非常繁琐的螺丝拧紧或者简单的取样，我们可以用小头、夹子或者电剪刀来代替来完成操作。

智能诱导维护系统，在轨维护更便捷

除了灵巧机械手的帮助外，科研人员还设计了配备增强现实技术的在线维护系统。 只要戴上一副眼镜，宇航员就可以实时接收操作指令，无需查看任何操作手册，实现便捷的在轨设备维护。 工作。

中国科学院空间应用工程技术中心研究员张璐：大家都知道空间站上有14个实验柜。 这14个实验柜由多种不同的部件、科学的诊断方法、科学的检测设备组成。 。 这些设备就像我们家里使用的电器一样。 它们肯定已经过期或者有一些缺陷。 宇航员必须在线和在轨诊断、修复和组装这些故障。

为了更快、更便捷地进行在轨维护作业，研究人员开发了智能诱导维护系统。 宇航员将佩戴一副眼镜，通过增强现实技术实时接收语音、文字、视频等操作指令，让维护操作变得不再复杂和繁琐。

据介绍，这套基于增强现实技术的智能感应维护系统，能够真正实现将所需的数字化维护感应信息实时准确地叠加在物理物体上，让宇航员获得视觉、听觉等维护提示，提高效率。航天员在轨维护作业的研究为空间站在轨维护、安装调整、实验运行等任务提供了可靠的技术保障。

做好准备！我从未使用过但离不开的逃生塔

通过维护操作，空间站的运行可以更加安全、稳定。 事实上，对于载人航天项目来说，安全理念贯穿于每一个环节。 从空间站任务开始，为保障航天员安全，长二F火箭和神舟飞船将采用“双发并联、一主一备”模式。 与神舟十七号发射同时，神舟十八号飞船和火箭在酒泉卫星发射中心整装待命。

执行载人发射任务的长征二号F火箭外观非常具有标志性。 它的头顶上有一个类似避雷针的装置。 这是火箭的逃逸塔。 逃逸塔也是载人航天发射的关键装置。 在长二F火箭的历次发射中，从未使用过它，但却是一个不能被遗漏的装置。 接下来，记者将带您前往神舟十八号逃生塔厂房一探究竟。 下面我们结合逃逸塔飞行试验的镜头来了解一下长二F火箭逃逸塔的作用。

总台央视记者陶家树：长征二号F火箭是目前我国唯一能够运送宇航员的火箭。 运送宇航员还有一个前提，那就是必须保证宇航员的安全。 如何保证呢？ 我旁边的装置是长征二号F火箭的逃逸塔，也就是我们在火箭顶部看到的类似避雷针的装置。 它由一台逃逸主机、一台分离发动机和四台变桨和偏航发动机组成。 它的作用是在火箭飞行后120秒内，快速将神舟飞船的轨道舱和返回舱带离故障火箭，并将宇航员带到安全区。

中国航天科技集团长征二号F运载火箭总设计师 陈牧野：从逃逸主机上可以看到，它的喷管比其他的都大，推力也是这些发动机中最大的。 它的作用是当火箭发生重大故障，可能威胁宇航员的安全时，将整个逃生车带离故障火箭，然后使逃生车飞向安全区域。

记者：相当于把飞船从火箭里拉出来吗？

第一航天科技集团公司长征二号F运载火箭总设计师陈牧野：是的。 这一圈内有8个相对较小的喷嘴发动机，它们是逃逸分离发动机。 它们有两个功能。 第一个是当发生故障时，刚刚引入的逃生主机会将逃生飞机拉走并返回机舱。 与逃逸塔的分离采用逃逸分离发动机。 正常飞行时，我们还有一个扔逃生塔的动作。 抛掷逃生塔的动作是由逃生分离发动机完成的。

记者：下面那些较小的呢？

中国航天科技集团公司长征二号F运载火箭总设计师陈牧野：我们称之为俯仰偏航发动机。 它有不同的方向。 它的作用是在逃生发生时使整个逃生车偏转。 火箭飞行管故障。 相当于我从旁边推你。 本来我们是在一条跑道上跑的，然后你受到了一个力，你就到了下一条跑道。 这样可以让整个逃生飞机更加安全。

逃逸塔是载人火箭的重要装置。 虽然不用，但是必不可少。 截至目前，逃生塔从未被实际使用过。 2021年，中国载人航天工程进入空间站阶段后，需要长征二号F火箭发射一枚，备份一枚。 神舟十七号已成功发射。 我们在工厂看到的逃生塔就是下一枚火箭。 发射长F火箭的逃逸塔。

记者：这是芝遥火箭的逃生塔吗？

航天科技集团公司长征二号F运载火箭总设计师陈牧野：是的，我们现在看到的逃逸塔是姚十八火箭的，目前处于紧急待命状态。 不仅是姚十八的逃逸塔，姚十八火箭的本体也已经在总装测试车间内竖立起来，正在进行紧急救援值班。 例如，当空间站出现问题，需要派出备用救援飞船上来时，应急救援火箭，包括逃生塔，会组合成一个整体，将应急救援飞船送上来执行救援。使命。 这是一个有充分准备的方法。 方式。

做好准备！保证宇航员安全的方法

载人航天事关人命，宇航员的安全始终是首先考虑的因素。 在载人飞行任务实施过程中，在不同阶段，有不同的方式来保证航天员全过程的安全。 这些方法一般情况下不会用，但是一定要做好充分的准备。 有备不如有用，无用则不备。 一旦需要，必须保证万无一失。

防爆电梯和逃生滑梯

在火箭发射阶段，航天员到达发射塔后，如果火箭或航天器发生突发情况，航天员救援队将在最短的时间内协助航天员通过防爆电梯完成紧急疏散可控的情况。 。 如果情况危急，从逃生槽疏散到地下掩体。 逃生滑道像一根软管，从发射塔9层平台到地下一层，全长约57米。 滑道的内衬得到了改进，宇航员可以通过手脚的动作来控制滑行速度。 滑梯出口处放置了厚实的缓冲垫，以尽量减少人员坠落时的伤害。 逃生滑道的出口通向地下5米的逃生室，可以提供非常可靠的安全庇护所。

逃生塔

航天员进入神舟飞船后，从火箭发射前15分钟到火箭点火后2分钟，他们依靠火箭的逃逸塔来保证航天员的安全。 两层长的逃生塔高8米，相当于两三层楼的高度。 如果遇到故障需要逃生，逃生塔只需要3秒就可以像拔胡萝卜一样分离飞船，带飞船离开危险区域。 随后，飞船的返回舱将与逃逸塔分离，然后打开降落伞返回地面。 正常情况下，火箭点火2分钟后，在距地面近40公里的高度，逃生塔完成使命并分离。

高空逃生

在逃逸塔分离后、整流罩分离前的这段时间内，如果火箭出现问题需要逃逸，飞船周围的整流罩就会发挥作用。 整流罩上设有高空逃生发动机。 高空逃生发动机可以驱动飞船远离故障火箭，保证宇航员的安全。 Changer F火箭配备了故障检测系统，可以自动检测各种参数，判断火箭故障，发出逃生命令和终止飞行命令。

航天器自动识别并处理故障

火箭飞行了大约205秒，冲出了稠密的大气层。 在没有空气阻力的情况下，飞船周围的整流罩已经完成了使命，与火箭分离。 此时，飞船暴露在太空中。 单独飞行的神舟飞船上的设备可以自动识别和处理故障。 如果航天器自主飞行过程中出现紧急故障，航天器可以随时返回地球。 如果飞船在与空间站自动对接过程中出现故障，可以由宇航员手动控制飞船完成对接。 飞船对接后及对接期间，如果空间站发生严重威胁航天员生命安全的事故，神舟飞船有能力随时撤离空间站并安全返回地球。

一主一备应急救援

空间站在太空飞行时，可能会遇到航天器故障或空间碎片攻击等风险。 目前，每位宇航员在轨道上停留的时间约为半年。 为了应对可能出现的风险，更好地保障航天员的安全，长二F火箭和神舟飞船需要具备快速发射和应急救援的能力。 从神舟十二号开始，每艘神舟飞船都会有一枚火箭和一艘飞船在发射场执勤。 如需紧急救援，可在10天内进行紧急救援启动。

防护设备和维护工作

空间站在轨道上运行，不可避免地受到空间环境的影响。 空间站的飞船本身配备了一些防护设备，以抵御一些微小空间碎片的冲击。 对于大型碎片，空间站可以主动预警并避开。 如果被空间碎片损坏，也可以采用在轨维修的方式来更换损坏的设备。 此次神舟十七号任务，航天员将首次通过舱外活动对空间站进行舱外实验维护作业。