宇宙旅行はどれくらい難しいのでしょうか？これらのクールなガジェットは宇宙飛行士の船室からの脱出をスムーズにします

宇宙飛行士の船外活動を支援するために、航空宇宙技術担当者は宇宙飛行士の乗組員にどのようなクールな装置を装備したのでしょうか?

超小型宇宙船 + ワイヤレス WiFi

船外宇宙服は、宇宙飛行士の生命維持のニーズを満たすだけでなく、船外活動も実現できる小型の有人宇宙船です。船外活動の遂行に使用される船外活動用宇宙服は高さが約2メートルで、従来よりも高度な技術内容とより柔軟な関節を備え、船外活動を従来の4時間から8時間に延長してサポートできるようになりました。宇宙服のヘルメットには、宇宙飛行士の船外活動の全過程を記録できるカメラが搭載されている。

船外宇宙服は小型の有人宇宙船である

神舟7号の船外活動ミッションとは異なり、中国の宇宙飛行士が宇宙船から出ると、宇宙飛行士と船室の間に電気コードによる接続はなくなる。これは、船外宇宙服によって酸素供給や温度・圧力制御が実現され、宇宙飛行士の船外活動の負担が軽減され、活動範囲が広く柔軟になったためです。

さらに、宇宙飛行士は宇宙ステーションに入った後、地上と宇宙間の通信やデータ伝送を容易にするために機内WiFi環境を確立します。中国宇宙科学院宇宙ステーションシステム副主任設計者、唐毅氏によると、ネットワークは宇宙ステーションの半径40メートル以内で共有できるという。

そのため、キャビン外の宇宙飛行士のビデオ画像、音声通話、生理学的パラメータなどのデータをキャビンと地上にリアルタイムで送信することができ、有線機器の煩雑さが軽減され、宇宙飛行士の活動がより柔軟になります。

宇宙ロボットアーム：宇宙遊泳用の特別な「マウント」

宇宙ステーションシステムの副主任設計者である朱光塵氏はかつて、宇宙ステーションを、寝室3つ、リビングルーム2つ、倉庫1つを備えた「豪華な家」に比喩的に例えたことがある。高級住宅は住み心地が良い反面、維持管理が難しいという難点もあります。

宇宙飛行士は船室の外では無重力状態にあり、宇宙服の加圧と相まって、移動するのは非常に不便です。この目的のために、研究者たちは宇宙飛行士のための特別な「マウント」、つまり宇宙ロボットアームを開発した。これにより、登る手間が省かれ、宇宙飛行士の体力を大幅に節約できる。 「最も重要なのは、宇宙飛行士の手が自由になり、より有意義な活動が可能になることだ」とタン・イー氏は語った。

コンパスのように動くこの宇宙ロボットアームは、展開すると長さが約10メートルになります。中央コントローラーである頭脳、エンドエフェクターである 2 本の足 (手)、7 つの関節、7 つの自由度、そしてスリムでありながら非常に柔軟性のあるボディを備えています。宇宙ステーションの各モジュールの表面には、小さな凹んだ円がたくさんあります。これらはターゲット アダプタであり、ロボット アームの「足」がある場所でもあります。歩行時には、ロボットアームは片方の足をターゲットアダプタに置き、もう一方の足を前方に動かします。別のターゲットアダプタを踏んだ後、前足が再び動きます。

「これら2つのエンドエフェクタは互いの手足であると言える」と宇宙ステーションシステムの副司令官、ジン・ジェン氏は語った。 「手首、手、足にカメラがついています。這っている間に、キャビン外の冷却装置、ドッキング機構、ソーラーパネルの写真を撮ることができます。簡単に言えば、キャビン表面の状態を検査し、監視できるのです。」

ロボットアームには手首と手にエンドエフェクタが取り付けられています。

「マウント」について、宇宙ステーションシステムの副主任エンジニアであるホウ・ヨンチン氏は次のように紹介した。「私たちは、スキーで使うスケートボードに少し似た、フットリミッターと呼ばれる装置を開発しました。これはロボットアームに取り付けられ、人はその上に立ち、ロボットアームを通って指定された位置まで這って行きます。」唐毅氏はさらに、「フットリミッターは、つま先立ちして左右の足に力を加えることで、前後左右の傾きを実現できる」と付け加えた。

中国の宇宙飛行士、船室を出る際に足制限板の上に立つ

さらに、宇宙ロボットアームは、接近する宇宙船を捕獲したり、船外貨物を輸送したり、船外機器を組み立てたり修理したりすることもできます。これは現在、我が国で最もインテリジェントな宇宙インテリジェント製造システムです。唐易氏は、ロボットアームはネジを締めるなどの繊細な動作はできないが、人間は大きな荷物の移動や組み立てはできないと紹介した。 2つを組み合わせることで、1+1>2の効果が得られます。

宇宙の「目」：船外活動をリアルタイムで観察

地上400キロ上空、広大な宇宙空間を宇宙ステーション複合施設が飛行しており、地上スタッフにとってカメラが唯一の「目」となる。約300度の温度差、真空の無重力、強い放射線環境により、宇宙での生存は危険に満ちています。 24時間連続監視により、必要に応じて宇宙飛行士が生存できる可能性が高まります。そのため、宇宙の「目」は特に重要です。

宇宙飛行士の船外活動中は、宇宙服に装着されたカメラに加え、宇宙ステーションにもさまざまなカメラが搭載されており、いつでもどこでも宇宙飛行士を「見られる」ようになっています。

特に注目すべきは、「4つの目」を備えたパノラマカメラです。水平方向に4つのレンズを備え、水平360度、垂直100度のパノラマ映像を生成でき、映像をリアルタイムでつなぎ合わせて出力できます。

世の中には「あなたと一緒に日の出や日の入りを眺める」という美しさがあります。宇宙では、宇宙飛行士はこの美しい光景を1日に16回体験することができます。しかし、これはパノラマカメラにとって良いことではないかもしれません。太陽がパノラマカメラの視野に頻繁に入り、画像が露出オーバーになる可能性があるからです。 「私たちは、さまざまなシーンにおける光の明らかな変化に適応できる自動露出アルゴリズムを設計しました」と徐琦氏は語った。

コアモジュールには4台のパノラマカメラが搭載されていると報じられている。ロボットアームが宇宙飛行士を移送する様子は、地上でもパノラマカメラを通して見ることができます。宇宙飛行士は船外活動のたびに、より良い視野角を確保するためにパノラマカメラを高く上げました。

宇宙飛行士の唐紅波がパノラマカメラの吊り上げ地点まで手動で這って行く

さらに、外部の照明設備や昇降手すりの配置も丁寧に設計されています。科学研究者は、考えられること、考えられないことすべてを考えてきたと言えます。