据中国载人航天工程办公室消息，北京时间9月2日0时33分，经过约6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，完成出舱活动期间全部既定任务，陈冬、刘洋圆满完成出舱首秀，安全返回问天实验舱。
这是航天员首次从问天实验舱气闸舱出舱、由小机械臂辅助实施的出舱活动。9月1日18时26分，陈冬成功开启问天实验舱气闸舱出舱舱门，至19时09分，陈冬、刘洋成功出舱。蔡旭哲负责在天和核心舱内配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。
此次任务是中国空间站建造阶段的首次出舱活动。与前四次出舱任务相比，此次出舱又有许多不同，比如陈冬、刘洋均为出舱首秀，问天实验舱气闸舱首次使用，小机械臂首次辅助舱外作业。
据悉，仪表照明分系统研制的仪表智能显示设备和机械臂操作台联动，组成面向双臂管理的操作平台，实现空间双机械臂多点动态接入的操作管理，为航天员提供在舱内完成空间机械臂多模式操作的友好人机交互操作体验。
系统首次将力反馈技术引入空间机械臂的在轨操作中，可增强操作者的临场感，并通过快捷按键、图形页面软按键，进行全部机械臂操作。同时，通过灵活的软件维护方式，可在轨更新操作交互界面。
航天员出舱活动期间，天地间周密协同、舱内外密切配合，先后完成问天实验舱扩展泵组安装、问天舱全景相机抬升、舱外自主应急返回验证等任务，全过程顺利圆满，检验了航天员与小机械臂协同工作的能力，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。
神舟十二号、神舟十三号乘组出舱时，通过的舱门位于空间站核心舱节点舱的出舱口，舱门口径为85厘米。本次任务，航天员首次从问天实验舱气闸舱“出门”，这个“大门”由航天科技集团五院空间站结构与机构团队抓总研制，舱门口径达1米，让航天员在身着舱外航天服的情况下，能够更加从容地携带设备“走出家门、漫步太空”。
看似简单的几何尺寸增大，其实是一项“刚”与“柔”的平衡。利用杠杆放大原理寻找平衡点，在保持航天员操作用力不变的条件下使直径1米的舱门实现密封，研制难度可想而知。
此次出舱的舱门作为航天器机构中的复杂产品，涵盖密封、传动、锁紧、导向、润滑、人机工效等学科。舱门设计团队将这些复杂的功能落实到产品的操作细节中，航天员出舱前，只需使用舱门门体上配套的操作手柄旋转解锁，使用助力机构消除残压，拉动舱门把手即可完成打开舱门的动作。
同时，舱门还配套了特制的舱门保护罩，并将舱门检漏仪作为密封的检测手段，将舱门压点开关作为状态辅助判断，全方位保障问天“大门”的使用安全。
在神舟七号任务时，航天员翟志刚完成了我国首次太空出舱活动。当时出舱时使用的安全系绳是固定长度的系绳，其有效长度仅1米多。在空间站建造任务中，航天员要完成空间站设备安装、检修等出舱任务，出舱范围更大、操作难度更高、安全要求更严格，亟需研发一种长度更长且可伸缩的安全系绳机构。
既能保证航天员与空间站舱体间超过10米的安全连接，不会对航天服产生勾挂或干涉航天员运动，还可经受住太空中近200摄氏度的大温差、空间辐照、空间粒子等恶劣环境的考验。同时，考虑到人机工效学的要求，还要实现恒力输出，以保证其收放力不对航天员运动产生影响，研制难度较高，之前国内并无类似的空间机构产品。
航天科技集团五院529厂的研制团队凭借丰富的空间机构产品设计能力，开展适用于空间站出舱任务的新型可伸缩安全系绳机构研发工作，为航天员出舱助“一绳之力”。针对长距离以及空间环境适应性的设计需求，研发团队创新提出了一种巧妙的设计方案，实现了钢丝绳的恒力收放，无需电机提供回转力矩，避免了电缆的引入，保证了航天员携带的便捷性和机动性。
为减小缠绕过程中的阻力、避免空间辐照环境对钢丝绳产生影响以及防止钢丝绳对航天服产生勾挂，设计人员选用耐空间辐照的特殊包覆材料对钢丝绳进行保护，确保机构的使用安全。为满足长寿命使用的要求，还采用了辅助排绳滑轮组引导钢丝绳排绳的设计方案，并通过大量试验验证，确保10余米长钢丝绳在机构的狭小空间里上万次、重复性的有序缠绕。
此次在轨出舱任务需要3名航天员合作完成，面临不同舱段协同、舱内外协同、天地协同等复杂场景，如何高效沟通协作是一个难点。为此，仪表与照明分系统为航天员提供视频语音为一体的分布式数字化远程终端系统，提供天地间文本、图片、流媒体混合通信模式。
在出舱任务中，航天员可通过智能显示器实时监测舱外图像及机械臂全景、局部图像，话音系统支持天地会议通话、专用通话、出舱通信等多种模式的话音通信，确保航天员之间、航天员与地面之间“看得清、听得准”。
而随问天实验舱发射的云台照明灯则具备全覆盖角度转动，会为此次出舱任务点亮舱外环境，成为航天员舱外行走的“灯塔”。据悉，舱外云台照明灯为空间站首次在轨应用的照明设备，通过多自由度转动机构以及投光灯光学系统设计，使得航天员出舱路径以及舱外作业点的照度得到充分保障。
不同于地球，航天员在轨每天会经历大约14次日出日落，体内的生物钟容易被打乱，并可能造成一定程度上的睡眠障碍。为此，仪表与照明分系统统一规划了空间站多舱段多自由度动态照明为主、固定照明为辅的一体化、多维度、定量化照明系统，提升航天员生活质量。
航天员进入空间站后，可以根据个人需求通过手机应用调节舱内照明环境、睡眠模式、工作模式、运动模式，避免长时间单调环境带来的不适，保证航天员更高效地工作、更放松地享受高质量睡眠，让他们在太空工作和生活更加活力满满。
从“飞船时代”进入“空间站时代”，记录了中国航天科技的发展进步。在空间站任务中，航天员通过出舱活动，完成空间站的维修、维护及建造等任务。当航天员出舱成为常态，出舱活动的时间便会大幅增加。航天员将面临太空空间环境的严峻考验。因此，进行出舱活动时与地面建立高速及时的测控通信尤为重要。
据悉，航天科技集团五院西安分院研制的中继终端为此次航天员太空出舱提供全程通信保障，航天员乘组出舱画面及与地面通信均通过该院研制的中继终端传回地面。空间站问天实验舱研制的中继终端是中国第三代中继终端产品，中继终端的通信测控数据传输更加迅速，保障地面与空间站的联络畅通无阻。
在此次任务中，航天员要实现长时间驻留，这对中继终端通信测控能力提出考验。通过中继终端建立的天基测控通信系统建成之后，将地面对问天实验舱以及空间站的测控覆盖率提高至90%以上，确保问天实验舱在绝大部分时间都保持着与地面的实时通信。
通过中继终端搭建的天基测控通信系统，可以同时实现对天舟四号、神舟十四号、问天实验舱和空间站天和核心舱的“远程驾驶”，对整个空间站的飞行器同时进行通信测控，所建立的星间链路可以实时向地面传输交会对接画面等数据。从“天地通话”到航天员的太空授课，从交会对接任务到执行天舟一号“太空加油”任务，中继终端的应用使中国天基测控通信得以成为现实。
来源：新华社、中新网、中国载人航天工程办公室等综合
