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最近“感覺良好”小分隊

出“門”遛彎兒(er) 又雙叒叕刷屏了！

這是中國空間站全麵建成後的首次出艙活動

不過小分隊“遛彎兒(er) ”可不僅(jin) 僅(jin) 是出去轉轉

他們(men) “遛彎兒(er) ”的同時，還要做這些……

2月10日，航天員費俊龍和張陸，在艙內(nei) 航天員鄧清明的密切配合下，結束了長達7個(ge) 小時的出艙活動，順利返回問天實驗艙。

神舟15號出艙活動截圖

肯定有小夥(huo) 伴好奇：經常從(cong) 媒體(ti) 看到航天員出艙的新聞，他們(men) 出去都幹什麽(me) ？事實上，作為(wei) 載人航天領域內(nei) 的核心技術之一，出艙活動的種類很多，大概分為(wei) 如下三大類。

種類一：驗證出艙技術

一次成功的出艙活動，需要的支撐技術非常多，從(cong) 航天器、航天員、航天服這些太空部分，到測控通信、飛行控製、任務管理這些地麵部分，缺一不可。而且出艙活動適用“桶底理論”：隻要有一個(ge) 漏洞，所有的水就會(hui) 都流掉，成為(wei) 徹頭徹尾的失敗。正因如此，人類航天時代開啟近70年來，依然僅(jin) 有蘇聯/俄羅斯、美國和中國獨立掌握了這個(ge) 複雜的技術門類。

中國航天員水槽訓練場景（圖源：我們(men) 的太空）

這個(ge) 技術發展過程也是不斷“理論論證-模擬實驗-技術驗證”迭代而來的。例如，在理論和仿真模擬之外，世界各大航天員中心都有巨大的水槽，裏麵放置各種航天器模型，航天員穿上航天服後，通過控製浮力與(yu) 重力平衡，模擬在太空中失重的效果，反複練習(xi) 出艙活動，盡可能地暴露問題。但是水槽練習(xi) 局限性也很大，不可能模擬太空中的真空、失重、強輻射場景。必須要到太空中真刀真槍地去全麵檢驗，每一個(ge) 新技術的提出都是如此循環迭代。

早期的出艙活動，需要把航天服通過一個(ge) “臍帶”連接到載人飛船上，獲得補給。後來，開始廣泛使用便攜式航天服——身著便攜式航天服的航天員出艙之後就變身為(wei) 一個(ge) 小型的獨立航天器。載人機動裝置的出現，更是“科幻級”地吸引眼球，航天員坐在裝置內(nei) 可通過控製小型發動機，在航天器附近自由飛行。

載人機動裝置（圖源：NASA）

上述每一次技術迭代，都需要驗證。例如我國早在2008年的神舟7號任務，就由航天員翟誌剛和劉伯明驗證了出艙活動的可行性，這也意味著我國載人航天進入了能出艙活動的時代，一直迭代發展至今。

不僅(jin) 整體(ti) 方案需要驗證，各項具體(ti) 技術也需要檢驗。航天員出艙必備保障是艙外航天服，可以把它直接看做微型的航天器。我國的“飛天”艙外航天服曆經多年積累，但也需在太空中實際測試它的應用情況；出艙必經之路是負責艙內(nei) 和艙外（真空）過渡的氣閘艙，每一個(ge) 載人航天器（神舟飛船、天宮1/2飛行器、天和核心艙、問天實驗艙）都需要配備（或兼用），它的在軌表現事關(guan) 整個(ge) 任務成敗；出艙活動需要頻繁使用機械臂輔助，它的太空表現能力需要檢驗；活動期間，艙內(nei) 外協同、天地通信測控保障、地麵流程控製、緊急情況撤離等，這些場景都是在地麵無法模擬的，必須通過真實的出艙活動來測試。

正如真刀真槍地軍(jun) 事演習(xi) 才能暴露問題、總結經驗，相當一部分出艙活動目的就是為(wei) 了驗證出艙相關(guan) 的技術體(ti) 係。

翟誌剛那句經典的：“我已出艙，感覺良好”，就是該種類出艙活動最想達到的效果。

種類二：載人航天器安裝與(yu) 維修

載人航天器的設計與(yu) 製造難度遠遠超過無人航天器，對於(yu) 大型的空間站艙段級別航天器，更是如此。例如，天宮空間站的核心艙“天和”和兩(liang) 個(ge) 實驗艙“問天”、“夢天”實在太大了，它們(men) 長度約18米，直徑4.2米，創造了人類航天單艙段的尺寸紀錄。但這還不是全貌：這個(ge) 尺寸已經逼近長征五號B這個(ge) “矮胖子”的整流罩所允許的極限，其他的全景相機、艙外擴展泵組和外置儀(yi) 器等，根本沒法完整安裝展開後發射，必須在進入太空後繼續組裝。

小夥(huo) 伴們(men) 不妨回憶一下，此前的新聞中反複提到的出艙內(nei) 容大都會(hui) 有“抬升全景相機”“安裝艙外拓展泵組”等關(guan) 鍵詞，且一般發生在重要的艙段升空和組裝後。本次的中國空間站建成後首次出艙，重要任務也是安裝艙外拓展泵組。它是航天器內(nei) 外熱控循環係統的動力心髒，與(yu) 艙內(nei) 的心髒一起，才能保證整個(ge) 艙段的正常運轉。全景相機則用於(yu) 監測航天器的整體(ti) 外部情況。還有一些外部儀(yi) 器設備，隻有所有的外置部分都完整了航天器才算達到了設計要求。

中國空間站全貌藝術效果圖

此外，任何一個(ge) 航天器不可能完全不出現問題，對於(yu) 空間站級別的大型模塊化多艙段載人航天器更是如此，特別是它需要長時間穩定飛行。例如，國際空間站已經做到了約500噸、飛行25年，中國空間站有近100噸、飛行時間10年起步。期間，如果空間站可能出現各種問題，都必須及時予以修理，尤其是當外部出現問題時，幾乎隻能依靠航天員出艙活動進行維修。

如果用大白話來解釋這種出艙活動就是：毛坯房（艙段）蓋好了，裝修小工（航天員）開始裝修，讓房子（空間站）更宜居。出了問題，還要請小工來，修修補補，這房子住起來才舒服。

種類三：科學研究與(yu) 應用

載人航天發展的根本目標是利用太空這個(ge) 獨一無二的空間，拓展人類的科學邊界。空間站建成後，就會(hui) 變成一個(ge) 長期有人駐留的太空實驗室，允許航天員開展各項科學研究，這才是航天強國大力投入載人航天的最核心動力。

國際空間站和中國空間站上，搭載了各種實驗櫃，開展各種網友們(men) “看不懂的名詞”實驗。但是有些研究是必須在艙外進行的，例如與(yu) 天文觀測、真空暴露、艙外輻射等相關(guan) 的科研。有些科學儀(yi) 器設備無法通過機械臂係統完全操作，就必須依靠航天員出艙活動去安裝、回收、替換，成為(wei) 事關(guan) 科研成敗的關(guan) 鍵。我國自第三批航天員招募起，開始培養(yang) “載荷專(zhuan) 家”類角色，他們(men) 的主要業(ye) 務就將集中於(yu) 科研。

天和核心艙與(yu) 天舟二號貨運飛船組合體(ti)

各類載人航天器本身也是“空天母艦”。微型的航天器（航天員）從(cong) 這裏出發，也能服務於(yu) 載人航天器之外的目標。例如航天飛機時代多次出現過回收失效衛星返回地球的場景。大名鼎鼎的哈勃太空望遠鏡在發射後出現了一係列技術問題，導致根本沒法正常工作。後來，通過連續5次出艙活動才將它完全修好，幾乎替換掉了各大科學儀(yi) 器，才讓這個(ge) 傳(chuan) 奇的望遠鏡重獲新生並一直工作至今，重塑了人類天文學。我國即將發射的大型巡天望遠鏡未來將進入與(yu) 空間站共軌的飛行狀態，一大原因就是未來航天員可以通過出艙活動，對它進行維修更新，保障它的長期工作狀態。

此外，載人登陸月球，包括未來預期的載人登陸火星，也可以看作非常複雜的出艙活動。我國的《2021中國的航天》白皮書(shu) 中已經明確了全麵建成並運營中國空間站、實施探月工程四期、深化載人登月方案論證等重要目標，在可預見的將來，將會(hui) 有中國航天員踏上月球，完成一次從(cong) 神話（嫦娥奔月）到現實的出艙活動。

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