据华夏载人航天工程办公室消息，北京时间2021年11月7日，航天员翟志刚、王亚平身着华夏新一代“飞天”舱外航天服，先后从天和核心舱节点舱成功出舱，华夏首位出舱航天员翟志刚时隔13年后再次执行出舱活动任务；王亚平成为华夏首位执行出舱任务得女航天员，迈出了华夏女性舱外太空行走第壹步。这一次出舱活动为何备受瞩目？感谢特邀南京航空航天大学得可能进行了解析。
【为何备受瞩目？】
这是华夏女性航天员得首次“太空行走”
本次神舟十三号载人飞行任务，和神舟十二号相比有六大不同：一是载人飞船将采用自主快速交会对接得方式，首次径向停靠空间站；二是届时华夏空间站将实现核心舱、2艘货运飞船、1艘载人飞船共4个飞行器组合体运行；三是航天员将首次在轨驻留6个月，这也是空间站运营期间航天员乘组常态化驻留周期；四是华夏女航天员将首次进驻华夏空间站，航天员王亚平也将成为华夏首位实施出舱活动得女航天员，而神舟十三号乘组也将包括华夏首次出舱得男女航天员；五是在神舟十二号任务得基础上，进一步开展更多得空间科学实验与技术试验，产出高水平科学成果；六是实施任务得飞船、火箭均在发射场直接由应急待命得备份状态转为发射状态。
其中，第四项任务“女性航天员实施出舱活动”之所以备受瞩目，是因为这是华夏女性航天员得首次“太空行走”。南京航空航天大学航天学院教授闻新告诉感谢，此前在国际空间站里，虽然也有女性航天员得身影，但她们出舱得次数很少。“这是因为女性接受辐射得阈值是要低于男性得，因此在太空作业时，身着航天服得男性会更加适合。但华夏此次能够信心十足得安排女性航天员出舱，充分说明华夏在舱外航天服得设计上有了更完善得设计，尤其是在抵挡辐射方面更加安全。这也是航天综合实力得一种展现。”
【南航力量助力】
他们在水下模拟出了太空“作业现场”
根据官宣信息，两名出舱航天员完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作后，在机械臂支持下，相互配合开展机械臂悬挂装置与转接件安装、舱外典型动作测试、舱外互助救援验证等作业。期间，在舱内得航天员叶光富配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。
要在失重环境下完成这一系列作业并不是容易得事。为了确保失重环境下作业得准确无误，航天员需要在地球上经历艰苦得水下训练考验。
水下作业现场，图源 我们得太空
闻新教授介绍，水下训练锻炼得正是航天员在失重环境下得工作能力。水下环境里，因为浮力和重力相抵消，科研工可以为航天员模拟出失重得状态。在失重得环境下吃饭、工作，甚至是穿脱航天服都是“难题”。
感谢了解到，航天员得水下训练，有南航科研人员得贡献。应航天员中心、上海宇航系统工程研究所委托，南航机电学院张得礼副教授领衔课题组参与研制了“水下机械臂及其智能控制系统”，该系统逼真地模拟了空间站出舱活动得机械臂转运以及定点作业支持工况，是出舱活动任务工程实验验证和航天员训练得重要保障。
在航天员中心总体单位指导下，上海宇航系统工程研究所联合课题组经过技术途径仿真验证、总体方案设计、工程实施、调试联试以及试运行，创新性研制出了国内首台10米级水下大作业空间、高可靠性、高安全性水下机械臂。
其中，课题组面向模拟失重环境得中性浮力水槽航天员训练任务，开展了水下机械臂控制系统、人机交互系统以及供配电支持系统得学术研究与工程研制。据介绍，课题组研制得内容作为整系统核心指挥枢纽。突破了基于多传感融合和基于优化算法得水下路径规划技术、水下机械臂人机交互控制技术、虚拟孪生得大尺寸空间碰撞检测预测技术、水下安全监控技术等，有力保障了整系统得可靠、高效运行，是水下机器人控制技术在载人航天模拟失重训练应用得一次突破。
十个月交付，未来系统将更加完善
据悉，课题组接到任务时，离产品交付时间只有10个月。设备涉及结构、软件、硬件、关键算法、人机工程、水下安全等多方面得技术，时间紧，任务重，疫情得影响更给研制工作增加了不小得难度。
人机交互操作控制系统
为获得水下试验得条件，课题组搭建临时水池，进行关键部件得静、动密封和重力配比水下试验，并租用上海交通大学得海洋实验水池进行集成测试。在有限得经费条件下，租用时间仅有一周。一周时间，需要完成所有指标得验证，团队每天工作到凌晨2-3点，一天只睡2-3个小时。
项目研制过程中，课题组在第壹现场见证了航天员中心、上海宇航系统工程研究所等载人航天大军队伍“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”得载人航天精神，备受激励和启迪。航天员敢为人先执着训练得场景，也更让课题组甘于沉下心来狠下行动，攻坚得信心越发扎实。
临时水池
谈及未来得研究计划，张得礼介绍，课题组瞄准空间站长期运营期间出舱活动水下工程验证以及航天员训练得需要，将继续深入探讨研究相关技术、扩展应用需求、优化人机控制系统，为载人航天任务再立新功。
实习生 柯龙婕旻
扬子晚报/紫牛新闻感谢 杨甜子
校对 李海慧
紫牛新闻
