【趣科普】机械臂、舱门压点开关、通信设备……神十三乘组第二次成功出舱背后离不开这些

12月26日晚，神舟十三号航天员乘组进行了第二次出舱活动，也是中国空间站阶段航天员的第四次出舱。在前几次的出舱任务中，我国自主研制的机械臂为航天员在舱外作业提供了很大的支持。它是我国目前智能程度最高、技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统，功能强大的机械臂到底长什么样呢？除了辅助航天员作业，这个太空中大大的手臂还有哪些功能呢？

中国空间站机械臂一共是分为三个肩部关节、一个肘部关节和三个腕部关节，外加两个末端执行机构，展开之后的长度超过10米。

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空间站机械臂是我国首个可长期在太空轨道运行的机械臂，它能真实模拟人手臂的灵活转动，通过旋转结构，能在前后左右的任何角度和部位抓取物体，抓取能力可以达到25吨，具有七自由度的活动能力。在执行出舱任务中，机械臂是航天员的好帮手。

航天科技集团五院空间站机械臂任务规划主管设计师辛鹏飞：

我们实际上是解放了航天员的双手。我们机械臂的末端是挂载着设备，然后让航天员可以去操作。你可以把机械臂想象成一个巨大的自拍杆，核心舱用它来把自己的状态全都确认清楚。

除了具有灵活的手臂，机械臂还有明亮的眼睛——视觉系统，以及敏锐的触觉神经，机械臂的肩部与腕部各有一个末端执行器，它可以像人的手掌一样，抓取在轨的舱段或者货物，未来可以对航天器进行巡检。此外，机械臂还兼顾应急处置功能。

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万一航天员在舱外遇到了感觉不舒服的情况，我们机械臂可以快速地把航天员送回到出舱口附近。

根据空间站的建造计划，机械臂接下来将进行航天器转位技术的验证。而在明年，还有一个小型机械臂将随实验舱发射，未来两个机械臂将相互配合，执行更多更复杂的航天任务。

舱门压点开关：航天员进出舱的安全保障

航天员进入太空之后，他们的安全保障一直是地面人员最为关注的焦点。所以，在空间站内部和外部都设置了很多的产品，确保航天员在舱内以及在出舱执行任务过程中的安全。

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这个小方盒子叫舱门压点开关，它的主要作用是用来判断航天员执行舱外作业时候，舱门的开闭状态。

航天科技集团九院五三九厂机械机构产品首席专家朱佳华：

这个产品就好比于我们汽车上用于指示车门开关状态的一个传感器，我们平时开车的时候，如果车门没到位，它就会提示车门没关到位。

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航天员日常工作和生活的环境与其他地方的压力是不同的，因此一旦航天员要离开核心舱去往其他地方，首先就需要在新环境中创造一个合适的压力环境。而一旦舱门没有开关到位，将直接影响后续一系列的操作，并可能影响航天员的生命安全。

如果说没有这个信息的话，很可能造成一些事故，从而造成漏气，可能会影响到宇航员的生命安全，所以必须100%确认舱门完全关上了，我们才可以进行下一步的操作。

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形象地说，舱门压点开关就像是舱门开和关遥测系统的“神经末梢”，是地面监测舱门开和关的重要组成部分。而为了能够准确显示舱门的状态，要求压点开关内部的两组开关信号必须保持同步，并且能够及时将舱门状态信息告知航天员和地面指挥人员，从而保证在飞行任务中各舱门状态的实际可控。

测控通信系统打造通信传输“天路”

在神十三乘组出舱的过程中，测控通信系统提供了实时的通信支持，这样一来，地面和航天员之间的指令和通话实现互通的同时，出舱的实时图像也同步传回地面，这些技术到底是如何实现的呢？

目前在轨运行的空间站每绕地球一圈大约需要90分钟，为了能保证天地之间的通信不中断，我国设置了一张覆盖海陆空的通信网络，不仅保证全天时全天候通信畅通，身处太空的航天员还能体验到与地面无差别的网络环境。

中国电科首席专家柴霖：

形象地说，我们测控通信系统（是）放风筝的风筝线，航天员在上面所有的活动，以及他跟地面的沟通，全都是通过测控通信这条生命线传到地面来的。我们现在都是能达到100%的测控覆盖率。我们现在的测控通信的带宽已经达到了我们地面就是大家用5G手机的这样的一个速率。所以航天员跟地面的通信，我们看画面这些完全没有出现马赛克、出现迟滞，它是非常自如的。

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