“鐵臂”助力飛天 “天路”連接天地
七月四日，在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的航天員劉伯明出艙場面。 新華社記者金立旺攝
7月4日，經過約7小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組圓滿完成出艙活動期間全部既定任務，我國空間站階段航天員首次出艙活動取得圓滿成功。
記者從航天科技集團五院獲悉，我國在覈心艙機械臂、艙外維修與輔助工具、天地通信系統等領域取得一系列技術突破，爲出艙活動順利實施提供了有力保障。
核心艙機械臂提供有力支撐
此次出艙活動首次檢驗了航天員與機械臂協同工作的能力，雄偉有力的空間站核心艙機械臂格外引人注目。
空間站核心艙機械臂展開長度爲10.2米，最多能承載25噸的重量，是空間站任務中的“大力士”。其肩部設置了3個關節、肘部設置了1個關節、腕部設置了3個關節，每個關節對應1個自由度，具有七自由度的活動能力。
通過各個關節的旋轉，空間站核心艙機械臂能夠實現自身前後左右任意角度與位置的抓取和操作，爲航天員順利開展出艙任務提供強有力的保證。
除支持航天員出艙活動外，空間站核心艙機械臂還承擔艙段轉位、艙外貨物搬運、艙外狀態檢查、艙外大型設備維護等在軌任務，是目前同類航天產品中複雜度最高、規模最大、控制精度最高的空間智能機械系統。
據悉，航天科技集團五院在抓總研製過程中，在關鍵技術、原材料選用、製造工藝、適應空間站環境的長壽命設計等方面均取得創新突破，全部核心部件實現國產化。
航天服手套充壓後操作不便、單手操作難度大、在軌防飄要求高……開展艙外作業，航天員面臨諸多挑戰。作爲航天員執行出艙任務的“機械夥伴”，艙外維修與輔助工具可以協助航天員有效克服這些困難。
艙外維修與輔助工具不僅有用於艙外設備維修的艙外電動工具、艙外扳手、通用把手等工具，也有配合航天員艙外姿態穩定及轉換的便攜式腳限位器、艙外操作檯等輔助工具。
――艙外電動工具可以適應艙外複雜的真空和高低溫環境，具有定力矩擰緊、擰鬆的工作模式，並且設置有休眠模式。
――艙外通用把手可以安裝到維修設備上，用於航天員在軌維修時進行待維修設備的轉移及防漂。
――便攜式腳限位器設計了旋轉、俯仰、滾轉、偏航四個關節自由度，可協助航天員在艙外調整至執行任務的工作姿態；與之配合使用緊密的艙外操作檯，可協助航天員進行維修任務時掛放設備和維修工具，解放航天員雙手，實現設備或維修工具的臨時存放。
此次航天員出艙任務的成功實施，充分驗證了艙外維修與輔助工具在軌應用的可靠性，後續將配合航天員完成更多在軌出艙任務，是我國空間站長期在軌運行的有力保障。
通信“天路”確保天地通信暢通
開展出艙活動，需要天地間大力協同、艙內外密切配合，與地面建立高速及時的通信聯繫至關重要。
航天科技集團五院研製的第三代中繼終端產品，通過與中繼衛星天鏈一號和天鏈二號建立中繼鏈路，實現中繼通信，確保航天員與地面通信的實時暢通，好比在太空中搭建了地面與中繼衛星、中繼衛星與航天員之間的“天路”。
與此同時，航天科技集團五院研製的出艙通信子系統可實現艙內外航天員之間、艙內外航天員與地面人員之間，以及艙外航天員之間的全雙工語音通信，在航天員艙外活動範圍內實現無線通信全覆蓋。
此外，艙外圖像傳輸子系統爲艙外提供無線網絡覆蓋，通過出艙無線收發設備提供的“熱點”進行圖像傳輸，實現了對航天員出艙活動進行實時顯示、實時記錄等功能。