7月4日，中國航天員時隔13年再次出艙，漫步太空。這一次出艙時間將近7個小時，圓滿完成了艙外活動相關設備組裝、全景相機抬升等任務，兩位出艙的航天員劉伯明和湯洪波與留在艙內的指令長聶海勝和地面飛行控制人員配合默契，圓滿完成了這次的出艙活動任務，而在他們成功完成任務的背后，是一個又一個精巧的設計。

7月4日上午8時11分，在距離地面300多公里的太空軌道上，中國航天員劉伯明和湯洪波經過仔細準備，穿戴好飛天艙外服，打開出艙門，開始空間站階段我國航天員的第一次艙外之旅。

2008年，我國航天員第一次出艙時，航天員在打開艙門的環(huán)節(jié)，因為艙內泄壓不徹底，遇到了門打不開的問題。針對這個問題，航天工程師們經過了大量分析和試驗，增加了特別的設計。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)副總設計師 羅文成：開艙門的時候，如果要泄到和外太空完全一致需要很長的時間，為了節(jié)省時間，最后留有一定的余差，大概在這個基礎上要開門，我們針對這個問題進行了舉一反三，先用助力手柄把門撬開縫，讓大氣順著縫盡快地排出去，這樣的話，后面就很順暢就開了。

出艙的過程更加順利了，對于航天員出艙后的活動，天和核心艙也專門為他們準備了出行專車——機械臂。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)機械臂產品副總師 高升：有機械臂輔助的話，能夠減少航天員體力消耗。航天員出艙體力消耗還是很大的，人坐車和人走路一樣，雖然都能達到目的地，但是坐車還是比走路要快。

機械臂的使用是我國空間站任務要驗證的關鍵技術之一，運送出艙航天員到指定位置是它重要的功能，但是，發(fā)射入軌時，機械臂上本身并沒有安裝給航天員搭車的工具，航天員要搭上這趟順風車，出艙的第一件事要先給自己安個座。

航天科技集團五院空間站總體總裝副主任設計師 刁常堃：第一次出艙的時候，腳限位器操作臺、通用把手、電動工具需要提前放到節(jié)點艙，兩套航天服提前做好氣密性檢查，還有相關的一些準備工作，準備工作完成以后，再把三象限的艙門打開。

航天科技集團五院總裝與環(huán)境工程部空間站艙外維修工具負責人 傅浩：第一個動作是把腳限位器從艙里移到艙外去，兩個作用，第一個是用來固定航天員的兩只腳，一只腳進去之后，另一只腳才能進去，兩只腳不能同時進去，也不能同時出來，同時脫出來會有風險。另外根據航天員實際操作需求進行姿態(tài)調整，裝好之后，把艙外操作臺裝上，它的主要工作內容就是為了把需要維修的設備或者是使用的工具，能夠把它停放到位，轉移到我們的操作點。

一切準備就緒，劉伯明成為了中國空間站機械臂的第一位乘客。這個總長10米的機械臂就像人的胳膊一樣，有肩部、肘部和腕部三個關節(jié)，可以實現7自由度的運動。在此之前，航天員除了利用模擬結構件進行過訓練，真正發(fā)射上天的機械臂和航天員的配合還是頭一次。

核心艙發(fā)射入軌后，已經進行了多次機械臂的試驗，并對這次出艙進行了全流程驗證。此次機械臂的使用，主要是由地面飛控中心進行控制，但是在太空中，留在艙內的航天員聶海勝也需要在核心艙的機械臂操作臺上實時監(jiān)控，進行微調。

就在機械臂運送劉伯明的時候，湯洪波從節(jié)點艙的出艙口沿著艙壁出發(fā)，利用艙壁上的扶手，向指定位置移動。這次出艙的核心任務之一就是要將一個攝像頭架高，更好地觀察核心艙的情況和機械臂的運動。

在兩位航天員的腰部，可以清晰地看到還有許多外掛的工具。載人航天工程進入空間站階段后，航天員出艙活動涉及各種類型的機械拆裝工作，設計師們一共為他們設計了26種工具，共132件，供航天員出艙時使用。此次任務，他們用到了其中的8種。

在調整攝像頭的過程中，航天員一共要拆裝15個螺釘，這也是今后空間站出艙任務中最高頻的動作。為了輔助航天員在太空里完成這個任務，在所有的艙外工具中，唯一的一個電動工具就是電動螺絲刀。雖然它個頭大，有10斤重，但在太空的微重力環(huán)境下，重量并不是問題。

通過天地協(xié)作、艙內艙外配合，航天員圓滿完成了全景相機抬升的任務。下午2點57分，兩位航天員圓滿完成了艙外活動相關設備組裝、全景相機抬升等任務，安全返回。這是對航天員數十年如一日的刻苦訓練最好的肯定，也是對航天工程師們精心打磨的航天產品的最大的肯定。大到飛船、空間站、機械臂，小到一把螺絲刀、一個螺釘的設計和制造，航天專業(yè)設備一步步發(fā)展，服務不斷升級的載人航天任務。

航天科技集團五院空間站系統(tǒng)副總設計師 羅文成：神七出艙主要驗證出艙的能力，這次出艙是結合任務開展整個任務流程的驗證，這次是質的飛躍。

航天科技集團五院總裝與環(huán)境工程部空間站艙外維修工具負責人 傅浩：研制過程中，沒有現成的經驗和技術直接可以借鑒，拿過來用，都是從設計、仿真、優(yōu)化、人機工效的驗證和最終的試驗驗證，最后做出了能夠真正滿足上天需求。

隨著我國載人航天工程任務的一步步增加，產品逐漸增多，研究、設計團隊不僅來自航天專業(yè)部門，更多科研院所、大專院校也逐漸參與進來。在航天員出艙活動時，在湖南大學設計藝術學院的一個工作室里，擠滿了觀看直播的老師和學生。他們除了關注航天員的一舉一動之外，更是對航天員的出艙服特別留心。

此次兩位航天員出艙所穿的都是我國自行研發(fā)的飛天出艙服，和13年前的出艙服相比，進行了結構布局設計、服裝壽命和工效能力等多項改進。除此之外，出艙服的外形也進行了專門設計。 湖南大學設計藝術學院羅建平帶頭的智能裝備科研團隊經過多輪比拼后成功參與到了出艙服的設計中，航天員手臂上的細帶條紋就是他們的創(chuàng)意。

湖南大學設計藝術學院助理教授 羅建平：它來源于敦煌壁畫里面飛天的元素，九色鹿飄帶和祥云、鳳凰幾個意象的綜合。用細飄帶來展示是因為用深色太多的話，太陽照射的時候熱量會聚集太多，飄帶有一個版本是藍色的，有一個版本是紅色的，地面人員通過他們穿的服裝顏色來分辨。

不過，艙外服并不僅僅是服裝，更是一個濃縮的微型航天器，對美的追求只能是設計的一部分，更需要從功能上考慮航天員使用的安全性和便捷性，這在一開始，給團隊帶來了不小的難題。

湖南大學設計藝術學院助理教授 羅建平：因為航天服這件事離我們生活太遠了，最開始也把它想得簡單了，第一輪方案轟轟烈烈這種狀態(tài)拿過去，跟航天狀態(tài)沒有對接上，我們花很長時間都是在做無用功。后面申請機會見航天員，問一些相關的問題，他們給我們一些解答，對我們啟發(fā)非常大。航天服必須要有系統(tǒng)的思維，哪怕是外觀也要從系統(tǒng)去考慮，不是獨立為服裝做一個裝飾，裝飾都是從系統(tǒng)角度考慮問題。

對載人航天有了更多了解后，團隊漸漸摸準了方向，除了對出艙服的整體外形進行設計，也從功能的角度提出了工業(yè)設計方面的建議。此次出艙服頭頂新增的攝像頭模塊的外形就是由他們負責設計的。

為了更好完成任務，團隊還和湘潭大學、清華大學等院校的工業(yè)設計團隊交流。除了攝像頭模塊，他們還對航天服胸前的兩個控制臺外形進行了改進設計并被采納到最終的方案中，所有參與項目的師生對工業(yè)設計在航天領域的應用有了全新的理解。

航天員出艙是載人航天任務皇冠上的明珠，意味著高技術難度，需要高協(xié)同配合，背后是所有載人航天工程參與者的努力和心血。中國載人航天工程空間站階段首次航天員出艙旗開得勝，首次檢驗了我國新一代艙外航天服的功能、性能，首次檢驗了機械臂與航天員間的協(xié)同性及出艙活動相關支持設備的可靠性與安全性，為空間站后續(xù)出艙活動的順利實施奠定了重要基礎。在接下來的兩個多月任務時間里，神舟十二號飛行乘組還將會有其它出艙任務，我們也將繼續(xù)關注，共同見證中國載人航天的發(fā)展。

制片人丨劉年 李作詩

編輯丨陸宇佳

攝像丨張敏

責編丨劉小萍 馬汝濤

剪輯丨鄭昱 苗佳亮

責任編輯：岳文燕