北京時間9月1日18時26分，在軌工作近三個月的神舟十四號航天員乘組首次實施出艙活動。陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協同，經過約6個小時的作業，在2日凌晨完成全部既定任務。陳冬、劉洋已順利返回問天實驗艙。
神舟十四號航天員乘組的首次出艙活動取得圓滿成功，這也是我國航天員首次從問天艙出艙并安全返回。
一年多來已有八名航天員成功出艙，
每次任務耗時6—7小時
據南都大數據研究院統計，這是自2021年7月以來，我國空間站階段航天員的第五次出艙。
在這五次出艙活動中，四次集中在2021年下半年，分別由神舟十二號和神舟十三號的航天員執行。出艙時間主要分布在兩個時段，前兩次為14時至15時之間，后三次則集中在18時到19時。出艙都持續了6—7小時，均采用兩人出艙、一人留在艙內支援與協助的工作模式。一年多來，先后已有八名航天員成功出艙，其中劉伯明和翟志剛分別與隊友兩度完成艙外作業任務。
抬升全景相機是航天員出艙的最高頻任務。神舟十二號和神舟十三號航天員乘組的出艙活動均需要抬升天和核心艙外的不同相機，這次也不例外。陳冬、劉洋兩位航天員在空間站機械臂和留守的蔡旭哲、地面工作人員的協同下，成功抬升、調整了問天實驗艙的多臺全景相機。據央視新聞透露，隨著設備和工具的升級，再加上有了全新的移動路徑，本次任務的完成效率也比以往更高。此外，艙外擴展泵組安裝、機械臂調整測試、返回演練等任務同樣需要由航天員親自出艙完成。最終，這五次出艙任務都獲得圓滿成功。
不得不說，每次出艙都有其特殊意義。2021年7月，劉伯明和湯洪波不僅圓滿完成既定任務，還成功測試了中國新一代“飛天”艙外航天服的性能。而2021年11月的任務，則令王亞平成為中國首位進行出艙活動的女航天員，邁出了中國女性艙外太空行走第一步。而在今天，陳冬和劉洋不僅完成了自己的第一次“太空漫步”，也檢驗了航天員與小機械臂協同工作的能力，驗證了問天實驗艙氣閘艙和出艙活動相關支持設備的功能性能，更宣告空間站建造階段的首次出艙任務勝利畫上句號。
氣閘艙的容積大一半，
“問天”出艙條件更優越
這是航天員首次從問天實驗艙出艙。“問天”發射前，神舟十二號、十三號航天員都是從天和核心艙的氣閘艙（節點艙）實施出艙，究竟這兩個艙段的出艙條件有什么不同？
南都大數據研究院進行了對比，問天實驗艙的出艙條件無疑更優越。首先是出艙口，問天實驗艙的直徑為一米，比天和核心艙寬了150毫米，令身穿艙外航天服的航天員在出艙活動和返回過程中更加輕松。
另一方面，“問天”氣閘艙可供出艙的容積也更大。航天科技集團五院問天實驗艙責任總設計師羅文成表示，核心艙是將節點艙兼做氣閘艙，但實際只是一個通道，由于其中安裝了4個對接口，計算下來用以出艙的容積大概只有6個立方米。而問天實驗艙擁有專用的氣閘艙，出艙的容積達到約10個立方米，相當于空間體積增大了50%以上。“兩名航天員穿上出艙服以后，在專用氣閘艙里面轉身活動的空間就不再受限。”
此外，據航天科技集團五院空間站系統主管調度魏邦友介紹，從整個空間站系統的設計之初，氣閘艙就一直是出艙的一個主份艙，擁有更好的條件，能讓航天員更方便地攜帶不同設備進行出艙活動。
值得注意的是，問天實驗艙外還配備了2臺云臺燈、4臺高清攝像機，能實現打光拍攝，使地面測控人員能多角度清晰觀察航天員的出艙活動情況，提供更及時、有力的安全保障。
重了10公斤且單次工作時長翻倍，
新“飛天”航天服科技含量更高
和之前四次一樣，本次神舟十四號的兩位航天員同樣身穿我國自主研發的新一代“飛天”航天服執行出艙任務。相比其“前輩”，升級版的航天服有了哪些變化？南都大數據研究院選取了幾個維度進行比較。
在整體造價和安全系數基本一致的前提下，新一代“飛天”航天服在多個參數和功能上都實現了蛻變。單件重量從120公斤增加到130公斤，據中國載人航天工程辦公室介紹，這是因為功能增加了許多，例如多了攝像設備，能記錄和備份航天員在艙外的活動情況。還加設了調節帶，四肢的長短可以自由調節。關節部位更加裝了可以靈活轉動的軸承，能夠滿足160cm—180cm不同身高航天員的穿著需求，而且穿脫僅需5分鐘左右。
雖然整體高度都在2米左右，但新一代艙外航天服的材料更講究，科技含量更高。全新的航天服一共由6層組成，從內到外包括由特殊防靜電處理過的舒適層、合成橡膠質地的備份氣密層、主氣密層、滌綸面料的限制層、隔熱層以及外防護層。材料、工藝的革新不僅讓航天員實現了更好的保護，也令使用壽命大幅提升，從1年4次延長到3年15次。據央視新聞透露，本次劉洋所穿的，正是王亞平和葉光富出艙時曾使用的同一件艙外航天服。
此外，單次出艙作業時間也由原來的最多4個小時提升到現在的8個小時。航天員能在艙外長時間一次性完成相關任務，壓縮了進倉出艙的次數，減少體力消耗，提升艙外作業的效率，更降低了安全風險。
更重要的一點，新一代“飛天”艙外航天服已完全實現自主供氧以及溫度、濕度、壓力、液冷服等控制。另一方面，該航天服也支持航天員與艙體之間不再連接電臍帶，這既減輕了航天員艙外活動的負擔，而且沒有了“束縛”后他們工作起來更靈活、艙外活動范圍也更廣。
出艙前需進行長期、細密的準備，
吸氧排氮不可或缺
航天員出艙活動可不是“想出就出”，還需在地面工作人員的監測與配合下，進行一系列精心準備和實施多次演練。南都大數據研究院整理了航天員出艙前的主要準備工作。
根據央視新聞和中國載人航天工程辦公室《天宮TV》等報道，出艙前，航天員們都要準備好相關工具，如組裝腳限定器，準備好安全繩，還有電動螺絲刀這個“大家伙”。此外，神舟十四號航天員乘組還調試了兩套機械臂，確保其工作性能和配合協調程度。
要出艙，當然還少不了試穿艙外航天服，并對其進行多次檢查。視頻顯示，早在7月初，問天實驗艙還沒發射升空的時候，航天員們已開始巡檢，并測試、試穿艙外航天服，為出艙活動做好準備。太空站組合體組建完成后，航天員更早已將航天服放置在“問天”的氣閘艙內。
堅持鍛煉身體也是重中之重。出艙作業一般持續6個小時以上，航天員在艙外真空環境下活動，體能消耗巨大。為此，堅持運動鍛煉就成了三名航天員保持肌肉強度與充沛體能的必要手段。
神舟十四號航天員在問天艙內進行運動。圖片來源：中國載人航天工程辦公室
在正式出艙的2—3小時前，航天員還要最后核查一次艙外航天服與身體狀況，更要確認通話與攝像設備工作正常。此外，航天員在氣閘艙內進行吸氧排氮更是一項極為重要的準備工作。這是因為航天服內的壓力比飛行器密封艙內的壓力低，可一旦航天服的密封性喪失，發生快速減壓時，溶解在人體組織中的氮被釋放出來，就會在血管內形成氣體栓塞，導致減壓病。為了預防減壓病的發生，航天員在艙外活動前必須進行預吸氧，用氧替換氮，以降低溶解在人體組織中氮的含量。
溫差近300攝氏度并伴有高輻射，
航天員出艙環境挑戰大
雖然有艙外航天服的保護，但正式出艙前，各方還要密切監測艙外環境的變化，確認相關條件能讓航天員安全地進行活動。最常見的環境考驗就是太空中近300攝氏度的溫差和高輻射。
首先是溫差。太空平均溫度接近絕對零度，太空站面向太陽的一面溫度高達120℃—130℃，而背離太陽的一面溫度則達到零下150℃—170℃，溫差接近300攝氏度。
其次是輻射。雖然航天員可以在艙外宇航服的幫助下進行各種太空出艙任務，但出艙時間仍有著嚴格的限制。另一方面，身體不同部位所受到的輻射量也有著嚴格限制。南都大數據研究院整理了NASA對航天員在不同階段的不同輻射極限規定。
用來計算輻射量大小的單位是毫西弗（millisievert，mSv）。根據NASA規定，航天員在其整個職業生涯中，皮膚可以接受輻射的限制是6000 mSv，眼睛則是4000，而心臟只有1000。這是什么概念？在地球上每一年我們受到自然界的輻射大約是1mSv，而1mSv的輻射量相當于拍三次X光片。阿波羅14號項目中宇航員9天任務的輻射量是11.4mSv。如果在國際空間站待上6個月，輻射量更會達到160mSv，約等于在半年內拍了480次X光，也就是每天至少需承受拍2.6次X光的輻射量。航天員出艙活動后，沒有了空間站外壁特殊材質的保護，所受的輻射量必然更高。
為了確保航天員在艙外高輻射環境下的安全，問天實驗艙裝配了能量粒子探測器這一“黑科技”。據央視新聞揭秘，這個能量粒子探測器主要用于測量空間站軌道中各類粒子的能量、方向、輻射劑量率等，從而為空間站安全、航天員出艙、空間材料和生物實驗提供關鍵參考數據。此外，它也是國際首臺粒子種類最多、能譜范圍最全最廣的探測器，具有4個探測模塊，可分別利用不同的原理實現多粒子種類、寬能譜覆蓋。
問天實驗艙的能量粒子探測器。圖片來源：中國載人航天工程辦公室
中國空間站運行在低地球軌道，不同尺寸的太空灰塵、太空碎片和太空垃圾會以數十倍音速飛速運動，同樣可能成為航天員艙外作業時的危險因素。
按計劃，陳冬、劉洋、蔡旭哲這三名航天員仍將實施1到2次出艙活動，進行艙外載荷安裝、測試等工作。他們也將在一個多月后迎來夢天實驗艙，見證、推動中國空間站完成建造并轉入在軌運營階段。
