2021年7月4日，神舟十二号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动期间全部既定任务。
观看出舱活动视频，让网友们印象最深刻的，除了航天员的活动外，恐怕就是舱外航天服和机械臂了。
而这两件至关重要的东西，都和西安的航天科技集团有限公司第四研究院有关：“飞天”舱外航天服的所有橡胶件、天和机械臂的传感器都是由四院研制并生产的。
约7小时出舱活动
检验了我国新一代舱外航天服功能性能
?检验了航天员与机械臂协同工作的能力
△7月4日，在北京航天飞行控制中心大屏拍摄的航天员在舱外工作场面。新华社记者 金立旺 摄关于这次出舱活动，有三个重要的时间点：
8时11分，航天员刘伯明成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门；
截至11时02分，航天员刘伯明、汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服，先后从天和核心舱节点舱成功出舱；
14时57分，经过约7小时的出舱活动，神舟十二号航天员乘组圆满完成出舱活动期间全部既定任务。
根据中国载人航天工程办公室的权威消息，这标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。
此次出舱活动，天地间大力协同、舱内外密切配合，圆满完成了舱外活动相关设备组装、全景相机抬升等任务，首次检验了我国新一代舱外航天服的功能性能，首次检验了航天员与机械臂协同工作的能力及出舱活动相关支持设备的可靠性与安全性，为空间站后续出舱活动的顺利实施奠定了重要基础。
这是继2008年神舟七号载人飞行任务后，中国航天员再次实施的空间出舱活动，也是空间站阶段中国航天员的首次空间出舱活动。后续在轨飞行期间，还将进行一次出舱活动。
?舱外航天服橡胶件分三类
?其中主气密层涉及多个活动关节
产品成功经受了地面8万次的疲劳试验
据了解，航天员身着舱外航天服出舱活动，俨然就是一个在空间运行的小卫星，必须具备独立的运行系统，能保证航天员的气、液、电供给，保证其生存、工作和通讯。而舱外航天服气压调节是关键，更不能出现一丝漏气。
四院42所承担了新一代“飞天”舱外航天服所有橡胶件的研制与生产。
42所技术人员王凡介绍，这次他们为航天员舱外航天服专门量身定制了三类橡胶件产品，分别是舱外航天服主气密层、手套橡胶件、连接处密封件。主气密层涉及肩、肘、臀、膝、踝等多个活动关节，能够为航天员在太空超低温条件下灵活出舱活动提供必要的基础防护；手套橡胶件是航天员舱外航天服手套的重要部件，能够为航天员进行舱外作业时提供灵活操作功能和必要的防护；连接处密封件能够耐受空间环境，既确保密封严丝合缝，又确保了航天服关节灵活自如。“这一系列橡胶件具有高强度、高抗撕、耐高低温交变等性能，空间环境适应性良好，所采用材料无毒、无污染，各项空间环境耐受性能均达到国外同类材料水平，满足空间飞行器卫生学标准的要求。”
课题组负责人陈兵勇介绍，由于气密层产品结构复杂，尺寸精度要求高，成型难度大。根据热塑性材料特点，结合橡胶材料成型工艺，课题组在国内首创了热塑性材料模压成型技术。面对工艺摸索过程中反复出现的起泡、合模线开裂、尺寸均匀性差等问题，课题组成员反复试验，积累了大量数据，在蛛丝马迹中找寻变化规律，对“模压成型”工艺进行精细化研究，精准掌握材料的冷却速度对成型效果的影响，准确把握规律，并最终彻底解决了高温模压成型过程中的几大问题问题，提高了主气密层内部结构的致密性，提升了产品性能裕度与性能一致性。产品成功经受了地面8万次的疲劳试验，并通过低压（真空）、高低温、失重等环境试验，实现了我国舱外服主气密层由跟踪模仿向自主创新的转变。
? ? 伸缩、扭转、抓握、拖动……
? ? ?“天和”机械臂的“触觉神经”
? ? ?能实时将力学参量反馈给机械臂“大脑”
据媒体报道，在“天和”核心舱外有一对大型机械臂，是我国首个具有七个自由度的机械臂，可以在太空实现类似人类手臂的运动能力。其工作时最长长度达18米左右，直径约4米左右，可在太空抓取物体，方便设备的对接、安装、变轨、分离等操作。机械臂通过末端执行器与目标适配器之间的对接与分离，类似于木工常用的榫卯结构，可以实现舱体爬行功能，以一种类似蠕虫的运动方式移动到空间站的许多部分，进而可在更大范围触达空间站各舱体外表面。
四院专家介绍，天和机械臂主要承担着舱段转位、悬停飞行器捕获和辅助对接、舱外货物搬运、航天员出舱活动、舱外状态检查以及空间环境试验平台照料等重要任务。四院44所自主研制的末端执行器六维力传感器、一维力传感器和关节一维力矩传感器三款传感器产品，作为天和机械臂重要的传感测量元件，为这条“中国臂”在太空的自由炫舞提供了坚强保障。
其中，六维力传感器是三款传感器中结构最为复杂、研制难度最大的一款，它被应用在机械臂主传力路径上，串联于末端执行器和腕部关节之间，能够同时测量三个方向上的力分量和转动时的力矩分量。
一维力传感器主要负责机械臂末端执行器在实施目标抓取和拖动功能时，对拖动力进行监测。
一维力矩传感器则用于感知机械臂关节转动时所承载的力矩，实现整臂的柔顺控制。
这三款传感器产品作为机械臂进行伸缩、扭转、抓握和拖动等动作时各关键部位的测力元件，就像机械臂的“触觉神经”，能够实时将力学参量反馈至机械臂的“大脑”，为机械臂实现精准控制提供重要依据，使机械臂具备强大的自由运动能力。
华商报记者 马虎振（图片除署名外由航天科技集团四院供图）
