Los astronautas son inteligentes y eficientes, pero la maquinaria robótica es cara. En la actualidad, los humanos han derrotado por completo a los robots en el espacio.
Demostración del manipulador en el módulo central de la estación espacial
El 4 de julio, la primera actividad extravehicular de los astronautas de la estación espacial china fue una éxito total. Las actividades extravehiculares, también conocidas como "paseos espaciales", se refieren a actividades en las que los astronautas o astronautas abandonan la cabina de la tripulación de una nave espacial tripulada y entran solos al espacio. Debido al duro entorno espacial, los astronautas tienen que afrontar muchos retos como la ingravidez, la baja presión, la temperatura inestable y la fuerte radiación.
En 2008, durante la misión de astronautas Shenzhou 7, China realizó por primera vez actividades extravehiculares en el espacio. ¿Por qué deberíamos volver a realizar actividades extravehiculares esta vez?
La robótica o la tecnología de automatización es a menudo una alternativa a las actividades extravehiculares humanas, pero actualmente, diseñar robots que puedan realizar tareas más allá de las esperadas o fuera de los parámetros conocidos de la misión es costoso y la tecnología no está lo suficientemente madura. reemplazar a los humanos. Sin embargo, los astronautas tienen una alta eficiencia en actividades extravehiculares y una gran capacidad para afrontar fallas repentinas y emergencias. Así como se necesitan trabajadores de la construcción y grúas para construir rascacielos, las actividades extravehiculares requieren astronautas y robots para completar operaciones extravehiculares.
La NASA cree que los astronautas pueden evitar traer satélites u otras naves espaciales a la Tierra para su mantenimiento realizando el mantenimiento fuera de la cabina y realizando experimentos científicos fuera de la cabina que pueden ayudar a los científicos a comprender el impacto del entorno espacial en la influencia de cosas diferentes. Los astronautas también pueden probar nuevos equipos fuera del vehículo.
En las operaciones extravehiculares, los astronautas o astronautas realizan principalmente la captura y mantenimiento de satélites, reemplazo de baterías, mantenimiento extravehicular, montaje y conexión de componentes externos de la nave espacial, y experimentos o pruebas especiales.
Desde muchos aspectos, es muy necesario e importante que los astronautas realicen actividades extravehiculares. Para una mayor validación técnica, el tiempo de salida se mejoró significativamente. Esta será también una de las señales importantes de la finalización y funcionamiento de la estación espacial.
Decodificando el traje espacial extravehicular "Tianfei"
Hay una bandera nacional en la parte posterior y se necesitan casi 4 meses para ensamblar un conjunto. El "tronco duro" de metal no puede tener rebabas finas de 0,1 mm...
¡El traje espacial extravehicular "Tianfei" fabricado en China es tan hermoso!
Traje espacial: Se necesitan casi 4 meses para montar un traje.
Los trajes espaciales extravehiculares son la garantía para la seguridad de los astronautas. La seguridad humana no es un asunto menor y se refleja en la complejidad y precisión del proceso. La estructura suave del traje espacial extravehicular, que incluye guantes y extremidades superiores e inferiores, se compone de una capa cómoda, una capa hermética de respaldo, una capa hermética principal, una capa limitadora y una capa resistente al calor desde el interior hacia el exterior. No solo puede resistir los riesgos de espacio, sino que también es cómodo de usar. Flexible en acción, pesado pero no engorroso.
Se entiende que se necesitan más de 260 horas para fabricar la capa de sujeción de las extremidades inferiores de un traje espacial extravehicular, y casi 4 meses para ensamblar un traje espacial extravehicular... Esta es su velocidad más rápida.
Ventana de casco: Hay 47 procesos por realizar.
La ventana del casco del traje extravehicular es la ventana a través de la cual los astronautas observan el mundo exterior al salir del vehículo. La ventana del casco tiene múltiples capas. La capa más interna es una ventana de presión de doble capa. Es la estructura de sellado que soporta la presión de todo el casco y está directamente relacionada con la seguridad de la vida de los astronautas. y confiable.
"Sin mencionar cuántas rondas de selección y prueba tienen que pasar sus materiales que soportan presión, se necesitan dos meses para sellar las costuras y se completan 47 procesos en un RD". y Deng, subdirector del Departamento de Inspección de la Asamblea General, dijo que tomando como ejemplo la eliminación del polvo de las ventanas de los automóviles, primero se sopla y luego se limpia durante aproximadamente dos horas hasta que no se vea ningún rastro de polvo a simple vista.
"Mangas onduladas": cómodas y flexibles.
En el espacio, los astronautas dependen principalmente de sus extremidades superiores para moverse después de ponerse sus trajes espaciales. Por lo tanto, a la hora de fabricar, debemos considerar tanto la flexibilidad del movimiento como la capacidad de soportar la presión. Con sus hábiles manos, Wang Qifang hizo una "manga corrugada" que tiene comodidad y elasticidad de primera clase después de ser presurizada. Tomando como ejemplo los nudos, dijo que hay 76 agujeros en las extremidades superiores de un traje espacial en la cabina que necesitan ser anudados, y solo este trabajo lleva dos o tres días.
Guantes extravehiculares: La tolerancia dimensional no deberá exceder de 1 mm.
Tan hábil como Wang Qifang es el fabricante de guantes Guonong. Tiene que entregar seis pares de guantes extravehiculares en dos meses y trabaja duro casi todos los días.
Incluso la costura a mano requiere precisión y la tolerancia dimensional no supera 1 mm. Guo Nong dijo que lo más importante es que, debido a la naturaleza especial del traje espacial, las costuras no se pueden quitar repetidamente. Tenga cuidado al mover la aguja e intente hacerlo bien de una vez.
Traje de refrigeración líquida: cuerpo entero 100 metros.
Los astronautas generarán calor al salir de la cabina y necesitarán usar trajes de refrigeración líquida para refrescarse. El traje de refrigeración líquida está hecho de material elástico y está cubierto de poros por los que pasan 42 tubos de refrigeración líquida de manera uniforme. Se pasa una línea de 1 cm por cada dos agujeros y se pavimenta todo el cuerpo a lo largo de unos 100 metros, por lo que es necesario pasar por 20.000 agujeros, especialmente la línea de distribución serpenteante en la cabeza, y se debe pasar una figura de Tai Chi.
Capa hermética: aplicar pegamento varias veces.
Los requisitos de estanqueidad de los trajes espaciales son extremadamente estrictos. Miao Lin Master Bo, del taller, dijo que, por ejemplo, aplicar pegamento a la capa hermética de un traje espacial extravehicular no es sencillo. Es necesario observar la temperatura y humedad, tiempo de cepillado y espesor. "Cepíllelo para secarlo y luego cepíllelo varias veces", dijo Limbaugh.
"Tronco duro" metálico: sin rebabas finas de 0,1mm.
El traje espacial extravehicular tiene un torso duro con una estructura metálica que parece una armadura, con un dispositivo de ventilación y suministro de oxígeno que salva vidas colgado en la espalda.
El "tronco duro" metálico tiene más de 1.000 agujeros y tornillos de soporte de diferentes tamaños. El líder del equipo, Yue Yueqing, llevó a los miembros de su equipo a limpiarlo cuidadosamente con pinzas y algodón con alcohol, y luego usó una lupa para verificar si el lavado fue completo. "Una mota de polvo flotante puede causar un gran desastre". Al encontrar una rebaba, Yue Yueqing se transforma en cirujano plástico y realiza una cirugía de "peeling" en la superficie del metal. A lo largo de los años, Yue Leqing ha desarrollado "buenas habilidades" y puede detectar incluso pequeñas rebabas de 0,1 mm.
La puerta de la mochila: la “puerta de la vida” del astronauta
La puerta de la mochila del servicio extravehicular se llama la “puerta de la vida” del astronauta. La puerta de la mochila tiene 4 juegos de asientos con pestillo y 4 juegos de puertas con pestillo. Los asientos con pestillo y las puertas con pestillo deben cerrarse sin problemas. Para ello, utilizaron calibres para medir poco a poco con una precisión de decenas de micras. Además, con perseverancia e ingenio, los agujeros de acero inoxidable de sólo unos pocos milímetros de diámetro pulieron con suavidad como un espejo.
Traje de salida: Bandera en la espalda.
¿En qué se diferencia la ropa de los astronautas de Shenzhou 12 fuera del vehículo de la del pasado? ¡La investigación y el desarrollo independientes de China! El traje espacial extravehicular del astronauta tiene una bandera en la espalda. Durante las siete horas que los astronautas abandonaron la nave, el traje extravehicular funcionó bien y su desempeño fue muy estable. A diferencia de los trajes espaciales anteriores, este tiene una bandera en la espalda. Además, los astronautas pueden beber de bolsas de agua de servicio extravehicular.
Agencia de noticias integral Xinhua, CCTV, etc.
Decodificación de artefactos extravehiculares
Escolta de las actividades extravehiculares de los astronautas
Debut genial de artefacto
El 4 de julio, con la cooperación del astronauta Nie Haisheng, los astronautas Liu Boming y Tang Hongbo, vestidos con trajes espaciales extravehiculares, abrieron la puerta del módulo central Tianhe por primera vez y aparecieron en el vasto universo. ¿Con qué artefactos interesantes equiparon los investigadores científicos a los astronautas durante su misión esta vez?
WIFI inalámbrico para micro naves espaciales: lo más cómodo y flexible posible.
El traje espacial extravehicular es una nave espacial tripulada en miniatura que no sólo puede satisfacer las necesidades de soporte vital de los astronautas, sino que también permite el movimiento extravehicular. El traje espacial extravehicular utilizado para realizar la misión extravehicular esta vez tiene aproximadamente 2 metros de altura, con mayor contenido tecnológico que antes, articulaciones más flexibles y un tiempo de soporte más largo para la misión extravehicular (aumentado de las 4 horas anteriores a 8 horas). El casco del traje espacial está equipado con una cámara que puede registrar en todo momento las operaciones extravehiculares del astronauta.
Además, el día después de que los astronautas ingresaron al módulo central, se estableció un entorno Wi-Fi a bordo para facilitar la comunicación y transmisión de datos entre el cielo y la tierra. Según los informes, con la estación espacial como centro, todos los que se encuentren en un radio de 40 metros pueden disfrutar de la red "Tianhe".
Las imágenes de vídeo, las llamadas de voz, los parámetros fisiológicos y otros datos de los astronautas fuera de la cabina se pueden transmitir a la cabina y a la Tierra en tiempo real, lo que reduce la complejidad de los equipos cableados y simplifica las actividades de los astronautas. flexible.
Manipulador espacial: la "montura" exclusiva para caminar por el espacio
Zhu Zeng, diseñador jefe adjunto del sistema de estaciones espaciales de la Quinta Academia de Ciencia y Tecnología Aeroespacial, hizo una muy Metáfora vívida: la estación espacial Tianhe es una "mansión" con tres dormitorios, dos salas de estar y un trastero.
Las mansiones de lujo son cómodas para vivir, pero difíciles de mantener.
Las cabinas del cielo y del núcleo de la estación espacial tienen 16,6 metros de largo, con un espacio interior de 50 metros cúbicos. Fuera del vehículo, los astronautas se encuentran en un estado de ingravidez y, sumado a la presurización del traje espacial extravehicular, resulta muy incómodo moverse. Con este fin, los investigadores científicos desarrollaron para ellos una "montura" patentada: un manipulador espacial, que elimina la necesidad de escalar y ahorra a los astronautas la máxima fuerza física. "Lo más importante es tener las manos libres y dejar que los astronautas hagan cosas más significativas."
Este manipulador espacial, que parece una brújula, mide 10,5 metros de largo. Tiene un controlador centrado en el cerebro, dos efectores finales en los pies (manos), siete articulaciones y siete grados de libertad, y es delgado y bastante flexible. En la superficie de la cabina central, hay muchos pequeños círculos cóncavos, que son el adaptador objetivo y el lugar donde cae el brazo robótico. Al caminar, un pie del brazo robótico pisa el adaptador de objetivo y el otro pie avanza. Después de pisar otro adaptador de objetivo, el pie delantero se mueve nuevamente.
"Se puede decir que estos dos efectores finales son manos y pies". Zheng Jing, comandante en jefe adjunto del Sistema de Estación Espacial de la Quinta Academia, dijo: "Hay cámaras en las muñecas, manos y pies Durante el proceso de gateo, la cabina puede tomar fotografías del disipador de calor externo, el mecanismo de acoplamiento y la trampilla solar, para decirlo sin rodeos, patrulla y monitorea el estado de la superficie de la cabina. El brazo robótico espacial también puede capturar naves espaciales que se aproximan y transportar carga fuera de la cabina, ensamblar y reparar equipos extravehiculares, y actualmente es el sistema de fabricación inteligente espacial más inteligente de China.
Los "ojos" del espacio: visibilidad en tiempo real de las actividades extravehiculares
A 400 kilómetros de la Tierra, la nave espacial Shenzhou-12, el módulo central Tianhe de la estación espacial, y la nave espacial de carga Tianzhou-2 están volando en el vasto espacio, la cámara se convierte en el único "ojo" para el personal de tierra.
Durante las actividades extravehiculares de los astronautas, además de las cámaras que vienen con los trajes espaciales extravehiculares, la estación espacial y el módulo central también están equipados con una variedad de cámaras para garantizar que los astronautas puedan ser "observados". en cualquier momento y en cualquier lugar.
Solo durante el proceso de salida de la cabina, hay tres tipos de cámaras que sirven como "ojos" del espacio del personal de tierra: cámaras de alta definición en la cabina nodal, cámaras direccionales fuera de la cabina y Cámaras panorámicas instaladas en pequeñas columnas.
“La cámara de alta definición en la cabina del nodo puede ver el proceso de caminata de los astronautas desde el interior hacia el exterior de la cabina, y la cámara panorámica puede ver el estado de los astronautas cuando salen de la cabina por primera vez. Tres tipos de cámaras tienen alta definición y la función de vigilancia tiene una resolución de 1080p o superior", dijo Xu Qi, diseñador jefe de la cámara panorámica del Grupo de la Octava Academia de Ciencia y Tecnología Aeroespacial.
Destaca especialmente la cámara panorámica de "cuatro ojos". Hay cuatro lentes en dirección horizontal, que se pueden usar para imágenes panorámicas horizontales de 360 grados y verticales de 100 grados, y pueden generar imágenes de video en tiempo real.
Se informa que la cabina principal está equipada con cuatro cámaras panorámicas. El proceso del brazo robótico que traslada a los astronautas también puede verse en tierra a través de cámaras panorámicas. Durante esta actividad extravehicular, una tarea importante para los astronautas fue levantar una cámara panorámica para tener una mejor vista.