我国空间站航天员出舱活动时间窗口的选择

我国空间站航天员出舱活动期间，需要使用机械臂和中继天线提供航天员舱外作业和天地通信支持。为了保证机械臂运动的碰撞安全性和避免出舱期间太阳翼遮挡中继天线通信，会根据空间站的不同构型情况，视情将相应太阳翼设置为固定角度。

中国空间站

因此，为了保障出舱期间的能源需求，需要选择在太阳入射角合适的日期范围内实施出舱活动。根据空间站建设的不同阶段，出舱期间空间站能源约束也不尽相同，主要有以下三种情况。

一是核心舱单舱组合体飞行期间。使用核心舱大机械臂支持航天员出舱活动，为保证机械臂舱外运动路径安全性，设置核心舱太阳翼不再跟随太阳转动，根据出舱能源需求，将满足要求的太阳入射角日期范围作为出舱窗口选择的基本区间。

长征七号运载火箭发射天舟二号货运飞船，飞船对接于天和核心舱后向端口

二是核心舱与问天舱“一”字构型飞行期间。核心舱和问天舱的能源分别由各自舱段的太阳翼发电供应，使用问天气闸舱和问天舱小机械臂支持出舱，出舱作业点均在问天舱段，核心舱太阳翼不受小机械臂运动影响，可正常跟随太阳保障核心舱能源供应。问天舱出舱期间，主要考虑问天舱中继天线在资源舱III象限附近，问天舱太阳翼也在资源舱末端，出舱期间为了防止太阳翼转动遮挡中继天线及降低与小机械臂碰撞风险，将太阳翼设置为固定角度。因此，也需要在太阳入射角合适的日期范围内选择出舱窗口。

问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口的模拟图像

三是空间站三舱组合体飞行期间。空间站三舱能源并网之后，可灵活采用空间站三个舱段的太阳翼跟踪太阳，保障空间站平台能源供应，出舱期间不再受到空间站的能源约束。

梦天实验舱完成转位，中国空间站“T”字基本构型组装完成

出舱活动窗口规划，还需考虑太阳质子事件、南大西洋辐射异常区、空间碎片等因素，根据空间环境预报信息，在窗口选择上要规避上述事件发生时段和区域，具体包括：

一是要根据空间环境碰撞预警信息，选择在空间环境无接近预警门限事件期间实施出舱活动；二是要根据空间辐射事件预报，避开太阳质子事件实施出舱活动；三是根据空间站进出南大西洋异常区预报，尽量选择在避开空间站穿越南大西洋异常区辐射带期间实施出舱活动。

因此，需在满足空间站能源约束的日期范围内，根据该时段内空间环境各类预报信息，规划舱外活动期间尽量避开上述事件和辐射区域，据此初步筛选出可实施出舱活动的日期范围及相应出舱时段。

从航天员的角度，需综合考虑航天员的身体状态，动态灵活调整航天员的作息安排，以保障航天员能以最佳的状态实施出舱活动。

神十三航天员出舱

如果空间站避开穿越南大西洋异常区的时段主要在夜间，也可根据舱外服的辐射屏蔽能力，测算出舱期间穿越异常区的航天员累计辐射剂量，以确保航天员出舱期间的辐射安全为基本原则，合理设计具体出舱窗口。

神十四航天员出舱

综上，在满足空间站能源约束和空间环境约束的日期范围内，根据航天员作息安排和出舱辐射剂量相关条件，可选择明确出舱活动的具体日期和出舱时刻，给出出舱活动时间窗口。

出舱期间使用中继卫星进行测控支持，由于中继卫星受雨衰影响，会导致天地通信受到干扰。因此，出舱活动窗口还受到气象条件影响，需根据气象预报，避开中继卫星地面站的雨天时段实施出舱活动，降低测控通信对出舱的影响。

出舱窗口的选择，还需要考虑在出舱准备期间发生异常问题进行临时处置等意外情况，事先预留好合理的备份出舱窗口，以应对可能的出舱推迟等工况。