宇宙与科学|科学看待太空行走任务的重要性与未来前景，宇航员的工作非常辛苦( 二 )
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国际空间站Orlan宇航服
太空行走任务之前的训练工作在太空行走前几个小时 ， 宇航员需要准备好自己的宇航服 ， 宇航服是加压的 ， 这意味着宇航服里充满了氧气 。 一旦穿好宇航服 ， 宇航员就会呼吸纯氧达几个小时 ， 仅呼吸氧气会消耗宇航员体内的氮 。 如果宇航员体内氮急剧减少 ， 宇航员的肩膀 ， 肘部 ， 手腕和膝盖都会感到疼痛 ， 太空行走结束后才能缓解这些不适 。
太空行走是非常复杂的一项工作 ， 所以宇航员在登上空间站之前都会进行数年的训练 ， 宇航员训练机构会利用虚拟现实模拟器 ， 真空室以及水下模拟设施对候选宇航员进行全面的训练 。 大多数训练环境都在水下 ， 因为地球上最能模拟太空行走失重的环境是在水下 。
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宇航员可以在深达13米的中性浮力实验室中训练
美国宇航局约翰逊航天中心有一个中性浮力实验室 ， 在该设施中 ， 有一个13米深的类似游泳池的结构 ， 这其中有国际空间站和Canadarm2机械臂的复制结构 ， 可以帮助宇航员提前熟悉如何太空行走并完成任务 。 宇航员在水下会进行数小时的培训 ， 这期间宇航员会学习如何穿上太空服 ， 如何操作和控制宇航服并提高太空行走的效率 。
在训练过程中 ， 身穿宇航服的宇航员每46分钟就会习惯一下炎热和寒冷的温度 ， 负责训练宇航员的工程师们还会控制日出日落的光照环境 。 另外 ， 在训练设施中的训练时间比正式太空行走任务的时间还要长 ， 这是为宇航员的体力考虑 ， 如果空间站结构有什么重要问题 ， 宇航员必须留有体力以备其他情况的发生 。
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NASAR2太空行走机器人
未来的太空行走任务宇航员们在执行太空行走任务的时候非常辛苦 ， 还面临着生命的危险 ， 所以未来太空探索机构会想办法帮助宇航员减少工作量 。 怎么帮助宇航员呢？我们来到了未来 。 虽然在太空行走期间的不幸事故很少发生 ， 但在未来 ， 空间站维修机器人肯定会扮演一定的角色 。 现在 ， 俄罗斯和美国宇航局已经在进行太空行走机器人的开发工作了 。 虽然说机器人完全代替人类宇航员执行太空行走任务还很遥远 ， 但是这些机器人的主要目的是帮助减少宇航员面临的风险 ， 一部分任务可以让机器人负责 ， 一些非常复杂的科学仪器安装任务还是需要宇航员 。
随着科学技术的进步 ， 工程师们总是期望一些机器人可以代替人力做一些力所能及的事情 ， 这样我们可以做一些更复杂的工作 。 太空机器人已经不是梦想 ， 美国宇航局就希望Robonaut可以成为太空行走任务的助手 ， 帮助宇航员执行任务 。
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R2在空间站内部工作时是宇航员的助手
自2012年以来 ， Robonaut项目就一直在国际空间站上进行技术研究 ， Robonaut2是目前最先进的高度灵巧的拟人化机器人之一 。 像旧版本的Robonaut1一样 ， R2能够处理各种各样的太空行走工具 ， R2相较于R1来说有了重大改进 。 R2的效率是R1的四倍以上 ， 更紧凑 ， 更灵巧 ， 并且具有更深更广的感应范围 。 除此之外 ， R2还有可重叠工作的双臂 ， 系列弹性接头技术 ， 更灵活的手指和拇指 ， 微型6轴称重传感器 ， 冗余力感测 ， 超高速关节控制器等 。 除此之外 ， R2还拥有高分辨率相机和红外系统 ， 这些将和机器学习和人工智能结合在一起 。
加拿大航天局则开发了一个机械臂助手 ， 最初这个机器人被称为Dextre ， Dextre可以帮助Canadarm2机械臂工作 ， 之前Dextre已经成功的帮助Canadarm2拆卸和更换空间站装置了 。 不过 ， Dextre的工作速度比较慢 ， 只能帮助已有机械臂结构工作 ， 而且Dextre仍然需要人类实时操控它 ， 不过没关系 ， 未来更多升级的功能会增加Dextre的工作效率 。
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