王露斯

在科幻電影《流浪地球》中，航天員出艙時(shí)，身后會(huì)拖著一條“臍帶”似的安全繩?，F(xiàn)實(shí)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(shí)，常會(huì)用到一種特制的繩索——安全繩，它可以承受極大的拉力，同時(shí)具有一定的彈性，可以在必要時(shí)吸收沖擊力，減少因墜落等對(duì)人體造成的傷害。

在航天領(lǐng)域，太空行走或進(jìn)行空間站外活動(dòng)時(shí)，航天員會(huì)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(hù)航

在神舟七號(hào)載人飛船（2008年9月25日發(fā)射升空）執(zhí)行任務(wù)時(shí)，我國航天員翟志剛完成了首次太空出艙活動(dòng)。但那時(shí)，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(yùn)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(hù)航。

“太空之家”任務(wù)升級(jí)

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(dòng)范圍也變大了——需要覆蓋整個(gè)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(tuán)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(jī)構(gòu)。

在航天員出艙時(shí)，新型可伸縮安全系繩機(jī)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?yàn)樾滦涂缮炜s安全系繩機(jī)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(jī)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(huì)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(yàn)；同時(shí)，實(shí)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(duì)航天員活動(dòng)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(qiáng)度的合成纖維材質(zhì)的，而新型可伸縮安全系繩機(jī)構(gòu)則是鋼絲繩，并使用耐空間輻照的特殊包覆材料，對(duì)鋼絲繩進(jìn)行保護(hù)。

研究人員通過系統(tǒng)計(jì)算，巧妙地采用剛度適宜的恒力彈簧驅(qū)動(dòng)鋼絲繩卷繞方案，實(shí)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(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，不需要電機(jī)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(jī)動(dòng)性。

每一項(xiàng)航天任務(wù)背后，都有多個(gè)專業(yè)的團(tuán)隊(duì)在默默付出。他們通過無數(shù)次的檢驗(yàn)和細(xì)致的計(jì)算，以精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度，推動(dòng)人類探索未知的步伐。在遙遠(yuǎn)的“太空之家”，航天員面對(duì)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(jī)構(gòu)讓航天員探索宇宙的腳步更加堅(jiān)定、自信。

新型可伸縮安全系繩機(jī)構(gòu)

（責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）