中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强25日在神舟十七号载人飞行任务新闻发布会表示，这次飞行任务将首次进行空间站舱外试验性维修作业。

当前，空间碎片日益增多，长期运行航天器受到空间微小颗粒撞击的情况在所难免。林西强介绍，前期检查发现，空间站太阳翼也多次受到空间微小颗粒的撞击，造成轻微的损伤。

“当然，这是在设计考虑之中，目前，空间站各项功能、性能指标均满足要求，但从面向空间站长期运行、验证技术能力出发，此次将由神舟十七号航天员乘组通过出舱活动进行舱外试验性维修。”林西强说，这是一项极具挑战性的工作，让我们预祝神舟十七号航天员乘组圆满完成任务，将舱外活动的能力和水平提升到一个新的高度。

林西强表示，随着载人航天工程进入空间站应用与发展阶段，将常态化实施乘组轮换，乘组的在轨工作安排也趋于常态化，主要包括人员物资正常轮换补给、空间站组合体平台照料、乘组自身健康管理、在轨实（试）验、开展科普及公益活动以及异常情况处置等六大类工作。

那么，不同的太空维修工作需要解决哪些难题？航天科研人员有望借助哪些新技术，完成任务？

01

太空探索呼唤“维修工”

在人类探索宇宙的过程中，各种意想不到的问题时有发生。

比如，在太空环境中，由于缺乏地球大气层和磁场保护，航天器的电子器件可能会在宇宙射线辐射下意外失效。在高速飞行中，航天器表面与貌似稀薄的大气持续摩擦，同样会产生高温，加速航天器外部设备老化、破损。此外，随着外空探索活动不断开展，人类遗留的空间废弃物日益增多，包括很多难以察觉的微小碎片，撞击航天器的情况在所难免。

当航天器遭遇各种意外而发生故障时，就需要航天员或航天科研人员具备强大的太空维修能力，保障太空任务顺利进行。

太空维修是航天领域的重要课题和关键环节，主要是在太空中对卫星、空间站、航天运输器等各种航天器进行维修和保养的技术。具体来说，维修对象包括航天器外部和内部的结构体、航天员生活工作所必需的支持系统、各类电子设备及线路，还有航天器运行状态恢复和轨道修正工作。

作为太空探索任务的一部分，太空维修是不可或缺的，直接关系到航天器能否长期稳定运行，能否保障正常的任务进度。对于载人航天器来说，航天员的生命安全和健康状况直接取决于太空维修的效率和质量。此外，高效的太空维修还能延长航天器的使用寿命，减少太空垃圾的产生，有助于太空环境的可持续利用。

此前，国外已多次成功实施太空维修任务，既有航天飞机利用机械臂回收废弃卫星，又有航天员亲自上阵的哈勃望远镜感光探测器修复、国际空间站漏气孔封堵等任务。未来，人类将探索更遥远的深空，而这些宝贵的近地轨道工作经验有望为深空任务保驾护航。

02

打孔故障修复行动

1、礼炮七号空间站

1985年，由于工作人员采取了错误的危机干预措施，前苏联的礼炮七号与地面的无线电联系彻底中断，这一自升空起便战功累累的空间站沦为了在太空中漂浮不定的失控飞行器。

考虑到国家航天事业的国际形象和持续发展，前苏联当即做出了维修空间站的决定。这是一场相当艰难的战役。他们派出了两位富有经验的宇航员乘坐联盟号飞船进入太空，完成与礼炮七号空间站的对接。前往礼炮七号空间站是一场孤注一掷的豪赌，没有人知道，在失联的这段时间里空间站内究竟发生了什么。

大家应该都开过盲盒吧？那时候进入礼炮七号的宇航员们就像是在开盲盒。如果空间站内部早已漏气，那么里面就是一片和太空没什么区别的真空区域；如果空间站内发生过爆炸，那么宇航员们就将获得一个毒气弹大礼包。好在两位宇航员进入空间站后，这些问题都没有发生。

不过大问题没有，小毛病倒是不少。空间站里面没有电，水也不够喝。两位宇航员只能利用电缆把电池连上太阳能帆板来充电，期间还要将太阳能帆板调整到能正常接受太阳光线的角度，这可是一项技术活，没有飞船驾驶经验的都不能够完成。

其实国际空间站建成以后，各种大大小小的故障就没断过，其中最值得一提的当属空气泄漏了。这个问题可大可小，轻一点可以忽略不计，重一点就是舱毁人亡了。

2、空间站漏气

1971年，前苏联“联盟11号”飞船在完成任务返回地球的过程中就发生了漏气事故。事情发生在轨道舱与返回舱分离的那一刻，原本应当一前一后接连启动的爆炸螺栓竟然同时爆炸，返回舱舱门的密封设备几乎瞬间被巨大的冲击力摧毁，舱内的空气飞速泄漏，根本来不及反应，最终舱内的三名宇航员全部遇难。

那么一般的空间站气体泄漏事故应当如何处理呢？可以参考一下国际空间站在2004年和2018年出现过的两起漏气事故。

这两起漏气事故的处理方式有一定的相似之处。在确定漏气来源上，两次事故都选择了通过逐个关闭舱门的方式来缩小故障范围，紧接着运用手持式超声波扫描设备找出泄露点所在的具体位置。确定漏气点后，一般的封堵方法也是先用胶带对漏点进行暂时的封堵，之后再利用环氧树脂胶水和胶布对漏点进行永久性的封堵。

当然，光是堵住漏气点还不够，进一步掌握漏气原因才能对症下药。

2004年的漏气事件，很大程度上是设备缺陷导致的。此次漏气事故的漏气点在“命运号”实验舱的一个舷窗上。宇航员在这一舷窗附近活动时，总是习惯性地将与舷窗相连的一个用来平衡气压的U型管当作扶手。久而久之，长时间的拉扯就导致了U型管与舷窗相连的密封位置出现了漏洞。此后，设计师便专门在舷窗附近增设了扶手。

而2018年的漏气事件则是一场人为事故。有关人员经过调查发现，MS-09号“联盟”飞船轨道舱舱壁上的漏气点是有人用钻头钻开的。而要在太空的失重环境中使用钻头，简直可以说是痴人说梦。很显然，漏洞在地面的组装过程中就已经产生了，事后有关部门也进行了相关的问责处理。

不过，就目前空间站技术的发展而言，前面两种漏气事故的处理方式应该算是比较传统的，不仅成本高，效率也十分低下，很难满足空间站目前的发展要求。

03

化解不同领域难题

纵观各国航天任务及未来规划，太空维修工作可以分为有人和无人两大类，各有技术难题需要解决。

当前，航天员在轨维修是最常见的太空维修方式。航天员出舱活动可以对航天器进行必要的维护与维修，确保飞行安全和完成任务。考虑到舱外的恶劣环境，航天员必须穿戴特制的舱外航天服。这些重达数十公斤的航天服在保护航天员免受外界辐射、空间碎片伤害的同时，也极大地限制了航天员的观察视野、活动空间和体力，增大了太空维修的困难。

另外，由于微重力环境影响，力的作用更加复杂，许多在地面上可以轻松完成的操作在太空中就显得比较困难，航天员需要保持与航天器相对稳定的运动状态和可靠的约束关系。虽然安全绳、磁力手套等特殊工具可以帮助航天员适应太空环境，但也降低了太空维修效率。

尽管成功经验不少，但目前太空维修仍是一项极具挑战性的任务。简单地说，航天员参与的太空维修工作面临着至少3个方面阻碍。

首先，太空维修环境几乎是零重力，维修设备和零件在太空中四处飘荡，航天员必须在保证诸多微小物品受控的前提下进行维修保养工作，因此他们需要更加特殊的工具和设备来完成任务。

其次，太空维修环境充斥着来自不同方向的高辐射能量，不仅会对电子设备的可靠性和性能产生负面影响，干扰航天员的操作效果，妨碍与地面人员顺畅交流，而且会对航天员的身体和心理健康造成威胁。

最后，太空维修环境处于高速运动中，航天员在出舱作业时万一与航天器失去连接固定，恐怕难以顺利返回航天器。

太空机器人对接卫星提供在轨服务示意图

随着人工智能技术不断进步，航天科研人员逐渐将目光瞄向了无人太空维修领域，希望借助专业的太空机器人，更加高效、安全地执行日常维护任务，必要时化解故障险情。但是，太空机器人想要完成在轨维修任务，目前仍面临一些困难。

一方面，现役航天器设计中对维修工作的准备不多，缺乏所谓“基准标记”，又没有专门为机器人预留抓取装置，因此太空机器人不太容易对移动的卫星等航天器进行视觉定位，更难以实施有效抓握和固定。也就是说，太空机器人短期内仅适用于特定匹配的航天器，通用性和性价比大打折扣。

另一方面，太空机器人和控制团队之间的通信时间延迟仍然难以忽略。对于在地球同步轨道上运行的太空机器人来说，漫长的距离导致它与控制团队之间至少存在数秒的通信延迟，这必然要求机器人能够自主处理最细致的工作，化解紧急险情。在当前的技术水平下，这无疑降低了太空机器人的可靠性，增大了任务风险。

04

前沿科技提供助力

随着多领域技术发展，太空维修工作也将受益匪浅，任务效率、性价比和人员安全性都有望显著提升。

自动化技术通过使用自动化工具，有望辅助或替代完成相对简易的重复性太空维修工作。例如，机械臂利用各构件的定位功能，可以精准完成对航天器舱内和舱外不同人员或设备的拾取、搬运、定位和释放。在太空维修中，通过航天员在轨自主操作与遥控操作相结合的技术，机械臂能够在空间站或其他轨道器外部完成大幅度维修动作，或者作为航天员和大型构件的支撑平台，协助完成舱外复杂任务，有效提高维修效率，减少人为失误，降低隐患。

3D打印技术能够在太空中快速制造所需的零部件和工具，为太空维修工作提供了新的解决方案。当航天器关键零部件出现损坏时，太空维修必须在非常短的时间内完成，但航天运输工具有限的空间和高昂的运输成本在传统上都阻碍了备份替换效率。借助3D打印技术，航天员可以快速获取形状不规则的零部件，及时进行维修、替换，大大减少等待时间和运输成本，足以提高任务灵活性和可靠性，避免太空维修时机延误的潜在风险。

随着天地通信技术发展，类似远程医疗的远程太空维修逐渐成为现实。地面专业人员借助实时通信和监控，在智能化辅助系统支持下，实施远程指导和遥操作，无疑会提升太空维修效率。比如，在复杂的电子设备维修任务中，地面专业人员可以实时掌握故障细节，讲解相关部件工作原理，快速形成维修方案，必要时通过自动化设备进行遥操作，辅助航天员完成险情排除和维修任务，从而显著减少航天员的工作量，降低航天员的训练强度和知识储备成本。

陆地模拟技术通过搭建近似太空场景，提供适合太空作业环境的保障条件，可以帮助航天员在地面进行一系列太空任务训练，提高太空操作技能，熟悉太空工作流程。例如，在陆地模拟维修中，航天员在中性浮力水槽内会进行多个层次要求的维修操作验证，模拟处理太空维修中可能遇到的问题，进行团队交流与协调适应性训练，无疑将提升太空维修任务的可靠性和安全性。

总之，太空维修为航天器提供了安全可靠的保障。从抢救卫星到修复空间站，人类在太空维修领域已做出了勇敢的尝试，而且成就斐然。相信随着科技不断进步，未来太空维修将朝着更加高效、安全和自动化的方向发展。广大航天科研人员将推动太空维修技术的进步和应用，为人类探索宇宙之旅提供更加坚实的保障。