助太空漫步一“繩”之力

王露斯

在科幻電影《流浪地球》中，航天員出艙時，身后會拖著一條“臍帶”似的安全繩。現(xiàn)實中，航天員太空漫步也需要這樣的安全繩嗎？它長什么樣？又有哪些神奇的功能呢？

什么是安全繩

在生活中，例如攀巖、高空作業(yè)時，常會用到一種特制的繩索——安全繩，它可以承受極大的拉力，同時具有一定的彈性，可以在必要時吸收沖擊力，減少因墜落等對人體造成的傷害。

在航天領(lǐng)域，太空行走或進行空間站外活動時，航天員會通過安全繩與航天器連接，以防在失重狀態(tài)下“飄”出去。

為太空行走保駕護航

在神舟七號載人飛船（2008年9月25日發(fā)射升空）執(zhí)行任務(wù)時，我國航天員翟志剛完成了首次太空出艙活動。但那時，使用的是固定長度的安全繩。

自2021年4月天和核心艙發(fā)射成功以來，中國空間站已經(jīng)在軌穩(wěn)定運行了3年。在此期間，又有多名航天員順利完成了出艙作業(yè)任務(wù)，這都離不開安全繩的保駕護航。

“太空之家”任務(wù)升級

如今，在我國“太空之家”安居樂業(yè)的航天員要“出門”安裝、檢修設(shè)備，不僅出艙頻率增加，出艙后的活動范圍也變大了——需要覆蓋整個空間站。因此，原有固定長度的安全繩已經(jīng)無法滿足新需求，為此，中國航天科技集團有限公司五院529廠研發(fā)了一種長度更長且可伸縮的安全系繩機構(gòu)。

在航天員出艙時，新型可伸縮安全系繩機構(gòu)一端連接在空間站上，一端連接在航天服上。紅框區(qū)域為新型可伸縮安全系繩機構(gòu)（圖片來源/中國載人航天工程辦公室）

安全繩“更新?lián)Q代”

在航天員“出門”后，新型可伸縮安全系繩機構(gòu)既可以保障航天員與空間站艙體間超過10米的安全連接，又不會鉤掛航天服，還能經(jīng)受住太空中近200攝氏度的溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環(huán)境的考驗；同時，實現(xiàn)了恒力輸出，即能夠持續(xù)穩(wěn)定輸出一定的力量，以保障其收放力不對航天員活動產(chǎn)生影響。

新型安全繩的“超能力”

生活中使用的安全繩，通常是尼龍或高強度的合成纖維材質(zhì)的，而新型可伸縮安全系繩機構(gòu)則是鋼絲繩，并使用耐空間輻照的特殊包覆材料，對鋼絲繩進行保護。

研究人員通過系統(tǒng)計算，巧妙地采用剛度適宜的恒力彈簧驅(qū)動鋼絲繩卷繞方案，實現(xiàn)了鋼絲繩的恒力收放。

此外，采用恒力彈簧作為可伸縮安全系繩機構(gòu)的動力源，不需要電機提供回轉(zhuǎn)力矩，避免了電纜的引入，保障了航天員攜帶的便捷性和機動性。

每一項航天任務(wù)背后，都有多個專業(yè)的團隊在默默付出。他們通過無數(shù)次的檢驗和細致的計算，以精益求精、嚴謹細致的工作態(tài)度，推動人類探索未知的步伐。在遙遠的“太空之家”，航天員面對的是極端的環(huán)境和未知的挑戰(zhàn)，而新型可伸縮安全系繩機構(gòu)讓航天員探索宇宙的腳步更加堅定、自信。

新型可伸縮安全系繩機構(gòu)

（責任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）