央视新闻：日前（10月31日），神舟十六号航天员安全返回地球家园，神舟十七号宇航员唐洪波、唐胜杰、蒋新林三名航天员开始了为期六个月的任务。在中国空间站在轨运行了几个月后，今天（11月4日）是其在轨运行的第10天。神舟十七号任务有一个特殊的使命：航天员将首次通过舱外活动对空间站进行实验性维护工作。
空间站在轨运行已经很长时间了，但是如何保证宇航员的安全，如何对航天器设备进行维修和保养呢？接下来我们就来了解一下吧。
在线维护调整操作柜，空间站维护工具
中国空间站舱内外有很多设备，那么如果其中一台设备出现故障怎么办？中国研究人员创新性地开发了一套“在线维护安装和调整操作柜”，可以在空间站的实验设备和在轨负载发生故障时对其进行修复。下面，记者就来了解一下这把中国空间站设备维护的“利器”。
央视记者朱尔佳：这里是中国科学院空间应用工程技术中心的镜厅。像我后面的那个一样，一共有14个实验室柜子。这些实验室柜子实际上和中国空间站上的一模一样。我身后是一个名为“在线维护调整”的操作柜。中国空间站的蒙天实验室也有一模一样的操作柜，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：另一面（实验柜）都是科学实验柜，里面有一个或者多个相对固定的研究课题。这个实验柜其实更像是一个支撑实验柜，没有专门的独立研究方向，比如生命科学或者流体科学。以前，如果某个东西（设备）发生故障，宇航员在轨道上修理或更换并不是很方便。实际上，这种在线意味着宇航员可以在轨道上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装载设备。此外，当出现操作需求时，该实验室柜可以提供一系列任务，包括结构安装、洁净空间处理。机械臂（手）辅助操作、相应的真空、废气以及许多工具支撑，使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修复中国空间站的大型设备？张璐告诉记者，他在设计之初就已经考虑到了这个问题，并为此设计了多个空间延伸。
中国科学院空间应用工程技术中心研究员张璐：这里主要是对小型货物和标准货物进行维护工作，包括一些需要气密性的货物，需要换手套才能做。机舱外，还有一些大件行李需要安装、升级，甚至拆卸。该移动维护平台可让您铺出约900 毫米x 700 毫米的大板。舱外的这些大型货物可以安装固定在这块大板上，宇航员可以通过丰富的内部接口对这块板上的各种货物进行维护工作。
智能机械手支持0.1mm以内的精度操作
大家可能之前已经了解到，中国空间站舱外有一大一小两只机械臂。大型机械臂展开时长约10米，可以爬出舱外。你还可以获得像问天实验舱这样的物品和像蒙天实验舱这样的大舱。位于空间站外部的小型机械臂臂长约5米，最大负载3吨，作业精度高，可以单独使用，也可以与更大的机械臂连接形成复合臂。长度约为15米，增加了机器人手臂在驾驶舱外的触及范围。
但你知道我们的空间站也有一个智能机械臂吗？这个位于前面提到的蒙天实验室在线维护调整操作柜内。展开时长度约为70-80厘米，其操作精度非常高。 0.1毫米以内，帮助宇航员执行维护、组装和调整任务。
张璐介绍说，这个在线维护调整操作柜配备了一个非常强大的智能机械手，它具有高度灵活的7自由度关节，可以通过我介绍的复杂轨迹规划轻松旋转成不同的姿势。操作精度达到0.1毫米以内，响应速度快，帮助航天员在轨完成大量复杂的维护任务。
中国科学院空间应用工程技术中心研究员张璐：实验结束后，含有生物负载的舷外货物进入舱后，如果需要消毒或灭菌，可以更换马苏。机器人手臂（手）末端工具。未来将出现不同的终端工具，更换后能够执行不同的操作任务。对于极其麻烦的螺丝拧紧或者简单的取样，可以用小头、夹子、电剪刀等代替来完成工作。
智能引导维护系统，在轨维护更便捷
除了灵巧机械手的帮助外，科研人员还利用增强现实技术设计了在线维护系统。宇航员只要戴上眼镜，就可以实时接收操作指令，而无需查看操作手册。实现了在轨设备维护工作的便捷性。
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个实验室柜里装有各种部件、科学的诊断方法、科学的检测设备。这些设备就像我们在家使用的电器一样，肯定已经过期或出现某种故障。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、更方便地执行在轨维护任务，研究人员开发了智能引导维护系统。宇航员佩戴眼镜，可以通过增强现实技术实时接收语音、文字、视频等操作指令，减少维护任务的复杂性和麻烦。
据介绍，这种基于增强现实技术的智能引导维护系统可以将必要的数字化维护指导信息实时准确地叠加到物理对象上，让宇航员使用视觉、听觉等维护工具就能得到提示。并变得更有效率。航天员在轨维护保障为空间站在轨维护、安装/调整、实验运行等任务提供可靠的技术保障。
做好准备！我从来没有用过逃生塔，但没有它我就活不下去。
通过维护工作，将实现空间站更加安全、稳定的运行。事实上，安全理念贯穿于载人航天工程的每一个环节。从空间站任务开始，长二F火箭和神舟飞船将采用“双发并联、一主一备”模式，保障航天员的安全。与神舟十七号发射同时，神舟十八号飞船和火箭也在酒泉卫星发射中心整装待发。
用于载人发射任务的长征二号F火箭，其头顶有一个类似避雷针的装置，这也是载人发射的重要装置。虽然它从未在每次长二F火箭发射中使用，但它是必备装置。接下来，记者将带您前往神舟十八号逃逸塔厂房，并结合逃逸塔飞行试验镜头，了解长二F火箭逃逸塔的作用。
总台央视记者陶甲秀：长征二号F火箭是目前我国唯一能够运送宇航员的火箭。运送宇航员也是有先决条件的。问题是如何确保它的安全。我旁边的装置是长征二号F火箭的逃逸塔，它是火箭顶部的一个类似避雷针的装置，由逃逸主机、分离发动机、四个变桨发动机和一个偏航发动机组成。它的作用是在火箭飞行的前120秒内，快速从故障火箭中抽出神舟飞船的轨道舱和返回舱，并将宇航员带到安全区。
中国航天技术集团公司长征二楼火箭总设计师陈牧野先生：从主逃逸发动机上可以看到，喷管比其他发动机要大，推力是这些发动机中最高的。它的作用是在火箭发生可能威胁宇航员安全的严重故障时，将整个逃生飞行器与发生故障的火箭分离，并允许逃生飞行器到达安全区域。
记者：这相当于把飞船从火箭里拉出来吗？
第一航天技术集团公司长征二楼火箭总设计师陈梦野：是的。这个圆圈有八个相对较小的喷嘴发动机，它们是逃逸分离发动机，有两种功能。一是一旦出现故障，刚刚推出的逃生主机将逃生车拉走，返回舱室。逃生分离发动机用于与逃生塔分离。正常飞行时，还有抛逃生塔的动作，抛逃塔的动作是由逃生分离发动机完成的。
记者：下面那个小的呢？
中国航天技术集团公司长征二号F火箭总设计师陈暮：我们称之为变桨发动机和偏航发动机，但它的作用是在逃逸发生时控制整个逃逸火箭改变方向。火箭飞行管。这就像我从侧面推你一样，虽然你最初是沿着跑道跑的，但你受到了力并最终到达了下一条跑道。这使得整个逃生飞机更加安全。
逃生塔是载人火箭的重要设备，但并没有实际使用。截至目前，逃生塔从未被实际使用过。 2023年，中国载人航天计划进入空间站阶段后，需要发射长征二号火箭，工厂内部看到的逃逸塔将成功发射下一枚火箭。发射Chang-F 火箭的塔。
记者：这是芝遥火箭逃逸塔吗？
航天科技集团公司长征二楼火箭总设计师陈梦野：是的，我们现在看到的逃生塔是遥指火箭的，目前处于紧急待命状态。不仅是“姚湿婆”逃生塔，就连“姚湿婆”火箭的主体也是在总装和测试工厂建造的，用于紧急救援任务。例如，如果空间站出现问题，需要发射备用救援飞船，包括逃生塔在内的应急救援火箭将协同发射应急救援飞船进行救援。这是一个精心准备的方法。
做好准备！如何保证宇航员的安全
载人航天过程中，人的生命处于危险之中，宇航员的安全始终是首要考虑的因素。在载人飞行任务的各个阶段和全过程中，有多种方法可以确保宇航员的安全。虽然这些方法一般情况下不会用，但是有备无患比用好，必要时不准备更好。
防爆电梯及逃生滑梯
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紧急情况，航天员救援队将在最短的时间内利用防爆电梯帮助航天员紧急疏散。我们将帮助您完成。局势可控。如遇危急情况，可通过逃生槽疏散至地下掩体。逃生滑道是一条57米长的软管，从发射塔九层平台延伸到地下一层，滑道内部衬里经过改进，可以让宇航员控制滑翔速度。他们的手和脚的动作。滑梯出口处放置了厚实的缓冲垫，以尽量减少跌倒时的伤害。逃生滑梯的出口通向地下5米的逃生室，是一个非常可靠和安全的避难所。
逃生塔
宇航员登上神舟飞船后，从火箭发射前15分钟到点火后两分钟，依靠火箭的逃逸塔来确保自己的安全。逃生塔全长2层，高8米，相当于2到3层楼的高度。如果你遇到故障需要逃生，逃生塔会在短短3秒内将你的飞船分开，就像拔胡萝卜一样，让你的飞船远离危险区域。随后，飞船的返回舱与逃逸塔分离，并打开降落伞返回地球。正常情况下，逃逸塔会在火箭点火后两分钟完成任务并在距地面约40 公里的高度分离。
逃离高原
如果火箭出现问题，需要在逃逸塔分离和整流罩分离之间逃离，那么围绕航天器的整流罩就会发挥作用。整流罩上有一个高空逃生发动机，可以使航天器远离发生故障的火箭，确保宇航员的安全。嫦娥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，下达疏散命令，终止飞行命令。
航天器自动识别并处理障碍物
火箭飞行了大约205秒，离开了稠密的大气层。一旦空气阻力消除，航天器周围的整流罩就完成其任务并与火箭分离，将航天器暴露在太空中。即使自主飞行过程中出现紧急故障，单独飞行的神舟飞船上安装的设备也能自动识别并处理故障，使其随时返回地球。如果飞船在与空间站自动对接过程中出现故障，宇航员可以手动控制飞船完成对接。飞船对接后以及对接期间，如果空间站发生严重威胁航天员生命安全的事故，神舟飞船将有能力随时撤离空间站并安全返回地球。准备好了。
主应急救援1个、后备应急救援1个
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，每位航天员在轨停留时间约为半年，但长二F火箭和神舟飞船正在快速移动，以应对可能出现的风险，更好地保障航天员的安全，必须具备足够的发射和应急救援能力。从神舟十二号开始，每艘神舟飞船将有一枚火箭和一艘飞船永久驻扎在发射场，如果需要紧急救援，将在10天内进行紧急救援发射。
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。空间站航天器本身配备有保护装置，可以承受小型空间碎片的冲击。如果出现大块碎片，空间站可以提前警告你并避开。如果被空间碎片损坏，也可以采用在轨维护的方式来更换损坏的设备。此次神舟十七号任务，航天员将首次出舱活动，对空间站进行外部维护实验。
来源：央视网
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