為了給“科學”號實驗艙供電,2名俄羅斯航天員在9月4日進行了7個小時54分鐘的太空行走,將電源線纜接到國際空間站的供電系統裡。據說,要讓“科學”號實驗艙完全發揮作用,總共要進行11次太空行走,這對於航天員來說,是一項非常繁重的工作,特別是長時間穿著航天服進行低壓操作,對航天員的身體健康其實是有嚴重損害的。
俄羅斯航天員進行艙外作業
而我國正在試圖解決這個問題,提出研製一種微型載人操作艙系統,取代傳統的太空行走。它的外形類似“星空清理者”或者“聯邦鐵球”,當然,你也可以叫它“高達”。這個“高達”主要包括4個部分:密封艙、穹頂元件、裝置安全支架和防護結構,有攝像機、照明燈和WI-FI,密封艙內能夠容納一名穿艙內服的航天員,有完整的環境控制與生命保障、熱控和能源系統,可以避免航天員長期處於低壓環境。
這就是“微型載人操作艙系統”
是不是與《星空清理者》裡面的形象很接近?
再升級下是不是可以變成這?
傳統的艙外航天服的手套存在易損、不靈活等缺點,,因此“微型載人操作艙”還配備了2套“靈巧臂”、1套支撐臂,用於艙外精細作業。它還有1個空間機械臂介面卡,支援使用空間站的太空機械臂輔助轉移,以及1套對接機構,支援航天員從母體航天器快速進入操作艙執行艙外任務,而這一切加起來,“微型載人操作艙”的總重量還不到900公斤。
“微型載人操作艙”的靈巧臂
說到這裡,很多人可能對“靈巧臂”沒什麼概念,實際上,國際空間站的“加拿大2號臂”配備的“加拿大手”,已經能夠進行毫米級的操作,比如擰螺絲什麼的,實質上是一種智慧機器人,而我們的“靈巧臂”的精細程度,更是看齊“達芬奇手術機器人”。
這就是和加拿大2號臂配合使用的“加拿大手”
達芬奇手術機器人
另外,國際空間站的“穹頂窗”高大上,馬斯克太空旅遊版“龍”飛船也準備安裝“穹頂窗”,而我們的“微型載人操作艙”也有自己的“穹頂”,它採用聚碳酸酯材料, 透光性和抗力學效能良好。而穹頂元件內還含有可旋轉的面罩, 當微型載人操作艙停泊空間站期間, 可將面罩旋轉下來, 完全關閉觀察窗;當乘員進入密封艙後, 又可以透過按鈕開啟面罩, 用於觀察。
國際空間站的穹頂艙
太空觀光版龍飛船的穹頂艙
“微型載人操作艙”的穹頂艙
面罩可開關
更重要的是,“微型載人操作艙”大大提升了艙外作業的時間,艙外航天服由於體積的限制,一般只能支援7到8個小時的出艙活動,而“微型載人操作艙”可以達到12個小時,甚至更長時間。對於一些複雜的艙外作業來說,可以一次完成,避免了分兩三次完成中間出問題的可能性。
俄羅斯航天員正在進行艙外作業
美國航天員艙外作業
中國航天員艙外作業
正因為如此,“微型載人操作艙”除了可以應用在空間站上之外,還可以用於其他更為複雜的航天器,比如前一段時間我國提出的“千米級超大航天器”的在軌組裝,甚至是深空探測、太空基地建造、設施在軌加工製造、星體資源抵近勘探和原位利用等。
千米級超大航天器
近些年,我國航天提出了很多科幻的概念,除了“微型載人操作艙”、“千米級超大航天器”之外,還有“太空蜘蛛”、“星際航班”、“電磁彈射”等等,這些概念並非空想,而是經過多年積累,技術大爆發的開始,相信未來,它們都將一一變成現實,引領人類進入真正的太空時代。
用於在軌驚喜組裝的太空蜘蛛
太空蜘蛛機器人