距離神舟十二號航天員第壹次激動人心的任務已經過去半個多月了。各種渠道的視頻和圖片不計其數，但完整記錄和解讀這壹事件的文章卻很少。作者這次會努力引起更多的關註。
神舟十二號航天員乘組執行天宮空間站首次出艙任務的當天，從劉伯明打開氣閘艙門的8: 00 (11)到當天下午的14: 57，出艙時間為6小時46分鐘。
由於出艙活動準備工作繁多，出艙活動持續時間有限，航天員淩晨三點起床，四點進入出艙準備過程，按計劃需要兩到三個小時。
出艙活動的準備重點自然是穿上重約130 kg的艙外活動服。與神舟七號出艙活動使用的飛行艙外活動服相比，這次使用的是二代產品。
新壹代艙外航天服的優勢在於身體各部位的關節更加靈活，艙外航天服的手套甚至可以抓住直徑0.5厘米的物體，出艙獨立保障時間達到了8小時。航天員的身高適應範圍也從天妃壹代的1.65米到1.8米放寬到1.6米到1.8米..
與神舟七號短短幾十分鐘的任務不同，天宮空間站第壹次出艙時間長達七個多小時(包括進出氣閘艙時間)，空間站組合體繞地球飛行約90分鐘。在整個任務過程中，宇航員需要在陰影區停留數小時，因此第二代艙外航天服配備了照明組件和高清攝像組件。
執行空間站首次出艙任務的航天員是02號劉伯明和03號唐洪波，指令長01號聶海勝坐在核心艙的操縱器控制臺上提供支持。
在出艙任務序列中，劉伯明是航天員A，穿著紅色條紋的艙外航天服。唐洪波是航天員B，穿著藍色條紋的艙外航天服。
航天員進出太空需要經過作為交通樞紐的氣閘艙(節點艙)。天河壹號核心艙分為大柱段、小柱段和節點艙三部分。大柱段主要是工作區，小柱段是生活區。節點艙雖然最小但功能強大，不僅可以對接神舟、天舟飛船，還可以停泊兩個22噸的大型實驗艙。同時，節點艙還起到氣閘艙的作用，這是宇航員進出太空的方式。
天宮空間站有三個氣閘，天河壹號節點氣閘只是其中之壹。在將於明年發射的實驗艙I中，還有壹個專用於人員的氣閘。與天河壹號對接後，實驗艙的氣閘是主氣閘，兩個氣閘互為備份。蒙恬實驗艙二也將於明年發射，它也有壹個貨物專用氣閘，作為實驗載荷進出空間站的通道。
兩名航天員從氣閘艙進入太空時，需要“關閉與神舟十二號核心艙相連的軌道艙艙門、核心艙小柱段與氣閘艙之間的雙向承壓艙門、艙外航天服背包艙門，打開艙門。
關閉三道門後，兩名身著艙外服裝的航天員在氣閘室內進行大流量沖洗和除氧除氮。
所謂大流量沖洗，指的是“航天服大流量氧氣沖洗模式”，即將航天服內的空氣轉化為純氧環境，吸氧排氮的目的是防止航天員體內的氮氣在艙外服務中以0.4個大氣壓溢出，降低發生減壓病的風險。
完成各艙門的密封檢查和大流量沖洗後，氣閘進入泄壓程序。與13年前神舟七號氣閘直接向太空排放空氣不同，天河核心氣閘選擇了回收模式。它是將氣閘室內的空氣轉移到與艙相鄰的核心艙內的空氣筒中，然後在航天員執行任務返回時將空氣返回氣閘室。
這樣做的好處是，既能節約寶貴的氣體資源，又能消除神舟七號氣閘向太空釋放氣體對航天器姿態的擾動。
航天員大部分時間都待在氣閘室內，他們通過“臍帶”為艙外航天服提供動力、供氧和通風、溫度控制和液冷。出艙活動的所有準備工作完成後，劉伯明用艙門鑰匙打開了位於氣閘艙第三象限的艙外門。
13年前，神舟七號執行中國首次太空飛行任務時，由於氣閘內外壓力差，開門過程非常顛簸。翟誌剛後來透露，我當時拼命想打開那裏的門，拉著門。真的是我盡力了，就是拉不開。它太強了。當我用撬棍撬開門時，是壹句成語“心花怒放”。
吸取了之前任務的經驗，天河壹號氣閘艙的艙門鍵沒有像神舟七號那樣設置在艙門的中央，而是在壹側，同時增加了壹個助推手柄，所以艙門打開非常順利，甚至連“輕松”二字都恰如其分。
就在航天員準備出艙活動時，停靠在核心艙小柱段外壁的天河機械手也開始操作，最終將機械手壹端的末端執行器移動到腳限位器的安裝點。
劉伯明打開艙門後，首先在艙門上加了保護罩，目的是防止艙門摩擦，破壞艙外航天服與艙門本身的氣密性。
隨後劉伯明壹手握著擋腳器，另壹手握著圓形扶手探出艙外的身體，將擋腳器對接在機械臂末端執行器的壹側。然後，用於安裝設備和工具的艙外控制臺安裝在腳限制器的壹側。
腳限制器安裝後，地面飛控中心發出“請抓緊圓形扶手，組合體進行姿態控制”指令。
說到姿態控制，需要提到的是，空間站實施了大範圍的姿態控制，也就是從“連續偏航飛行”到“三軸穩定落地”，當時航天員早做出艙前的準備。
天宮空間站通常以連續偏航模式飛行。在這種模式下，空間站組合體可以隨時調整飛行姿態，快速靈活地接收太陽最佳角度的照射，最大限度地獲得充足的電力供應。
艙外任務之所以切換到三軸穩定模式，是因為當太陽入射矢量與軌道平面的夾角小於壹定角度時，需要改變飛行姿態，以保證空間站組合體的能量平衡和安全飛行。
熱控管理與安全飛行密切相關，尤其是神舟十二號載人飛船的熱控管理，因為出艙任務時節點艙處於真空狀態，軌道艙艙門關閉，沒有與神舟飛船相連的通風管道。在這種情況下，如果繼續以連續偏航方式飛行，神舟載人飛船的熱控管理壓力會更大。
天宮空間站采用無推進劑消耗的姿態控制方案。核心艙大柱段前錐段有6個控制力矩陀螺，每個陀螺都有壹個高速旋轉的旋翼。通過改變轉子的轉軸，可以實現空間站的姿態控制，不需要推進劑，只消耗電能。
空間站組合體姿態受控的同時，負責核心艙的聶海勝提醒劉伯明打開艙外服務的面罩。這時，空間站已經移動到陰影區。
聶海勝所說的“口罩”，是指艙外服務艙窗口四層結構中最外面的“過濾窗”，作用類似太陽鏡，主要用於陽光充足的區域，但在陰影區域需要打開。
艙外服務窗的四層結構依次為過濾窗、防護窗、壓力窗和壓力窗。
防護面窗可在軌更換，防止面窗結構被摩擦擠壓破壞，兩個壓力面窗之間充有氮氣，用於隔熱防霧。
艙外航天服作為太空中的獨立航天器，同樣需要完備的防護能力，尤其是在200攝氏度溫差的環境下，保證航天員的安全是出艙任務的重中之重。通過基於多層防熱結構的被動熱控手段和基於水升華器的主動熱控手段，艙外航天服通過多種技術手段形成了真空防護、高低溫防護和輻射防護的全要素防護能力。
空間站外的控制臺安裝完畢後，機械臂立即向“上臂點”移動，隨後劉伯明登上安裝在機械臂末端執行器側面的腳限制器，隨後向地面報告“機械臂已安裝完畢，目前與艙體無連接”。
然後機械臂繼續向“設備連接點”移動，站在機械臂上的劉伯明將在這裏固定緊急裝置主體，並對緊急制動裝置進行測試。裝置的操作按鈕非常顯眼，就在艙外操作平臺上。
與此同時，03航天員唐洪波也發出了“請出艙，進行艙外自主轉移”的指令。
兩位航天員這次出艙的實際任務是擡起全景相機A，它位於核心艙第四象限大柱段和小柱段之間的控制力矩陀螺附近。
與劉伯明靠機械臂轉移不同，唐洪波是靠著主路的扶手爬到工作點的。
兩位航天員分兩路，轉移難度不同。機械臂的轉移更考驗心理控制能力，自主爬行轉移對體能要求更高。
唐洪波首先從跨艙(氣閘艙和小立柱段)的長扶手開始，然後通過縱向扶手移動到小立柱段的第四象限，再通過壹系列橫向扶手移動到作業點。空間站外表面的每個扶手都有自己的編號，在航天員自主出艙轉移過程中，扶手上總是綁著壹個防漂移的掛鉤，以確保絕對安全。
自主轉移路徑上的每壹個關鍵位置都有壹個節點艙(氣閘艙)方位路標，這是為了保證宇航員在遇到突發危險時能夠快速判斷方位，從而返回氣閘艙作為唯壹的救生通道。
理論上，人們會認為機械臂轉移的02航天員劉伯明會最先到達工作點，但實際上，自主爬行轉移的03航天員唐洪波最先到達工作點。
這是因為機械臂輔助航天員大規模轉移功能首次投入使用，出於安全考慮，參數設置保守，僅使用了設計轉移速度的五分之壹。
當唐洪波到達操作點時，他向站在機械臂上的劉伯明揮了揮手。此時天河和機械臂已經移動到中點3，劉伯明距離到達操作點只有“壹步之遙”。在這裏，他將操作平臺移到身體左側，為到達操作點做好準備。
天河壹號核心艙被認為是近十年來人類發射的最大的單個航天器，那麽它到底有多大呢？
俗話說，眼見為實。自從有了軌道，很少有第三視角的圖片能顯示它的大小。此時，劉伯明的艙外航天服相機為我們提供了壹窺核心艙的大小。
在艙外航天服A的相機圖片中，我們可以看到薄如蟬翼的四象限核心模塊太陽翼，以及小圓柱段和大圓柱段。
小柱部分是宇航員睡覺的休息區，還有太空廁所和太空跑步機。艙外有中繼通信天線、測控天線等設施。圖中所示的大柱段是航天員在軌工作的主要場所。
劉伯明到達作業現場時，全景攝像機A也進行了斷電操作，準備解除支撐。
在機械臂轉移的過程中，腕式相機記錄下了另壹個壯麗的場景。在核心艙寬闊的太陽翼上，厚厚的天空和機械臂托起了劉伯明，再遠壹點，就是深空。
天河的機械臂支持航天員出艙作業，航天員加上出艙作業設備的重量不會超過0.5噸。機械臂可以承載重達25噸的航天器，在移動速度和精度上處於世界領先水平。同時具有艙外條件監控、實驗艙轉移、懸停飛行器捕獲、貨運飛船載荷轉移、輔助航天員活動、檢查艙表條件、輔助航天員轉移核心艙太陽翼、與實驗艙機械臂級聯等功能。
上述所有功能都離不開機械手通過前後端末端執行器與分布在艙面上的目標適配器對接分離過程中實現的“艙面爬行和轉移”這壹核心功能。
機械臂的對接和分離機構與飛船相同。麻雀雖小，五臟俱全，其對接過程如下:
在近距離，目標適配器的目標通過安裝在末端執行器側面的雙目攝像機由高精度視覺測量。然後在視覺姿態的引導下，機械臂慢慢靠近目標適配器。抓取完成後，末端執行器中有壹個拖動機構將兩個裝置拉緊，同時有定位銷進行限位。整個對接過程分為粗定位和精定位。通過這兩個過程，機械、信息、電源接口逐漸擰緊，最終四個鎖緊機構完全鎖緊。
在這次出艙任務中，協助02航天員劉伯明進行大範圍轉移的天河機械手，從大柱段爬行到小柱段目標適配器。
由於機械臂的載貨能力更大，這次出艙作業的維修工具和設備大部分由02航天員劉伯明攜帶和操作。
兩位航天員到達作業現場後，立即開始擡起全景攝像機a，具體操作方法是在艙外安裝萬能手柄，擡起全景攝像機a的底座，在這個過程中，航天員唯壹使用的電動工具就是“電動螺絲刀”。
電動螺絲刀用於拆卸艙外設備的安裝螺絲，可以適應艙外真空寒冷黑暗的環境。具有恒扭矩和正反轉功能，並配有接長桿，適應不同高度設備的維護。
為了適應艙外航天服的抓握能力，電動螺絲刀比較大，重約10 kg，在太空中重量不成問題。
航天員在艙外工具的研制中提出了很多建設性的建議，比如電動螺絲刀的旋鈕設計。宇航員建議旋鈕要有凸出的結構，這樣在擰緊的過程中就可以感知旋鈕的轉動，設計師最終采納了宇航員的建議。
此外，如果電動螺絲刀出現故障，還有備用工具“額外扳手”可以替換。
經過壹系列擰螺絲的操作，全景相機A被擡起，兩位艙外航天員的姿態完美地展現在相機鏡頭裏。
關於艙外全景相機A還有幾個問題:
1.全景照相機為什麽是升降機？由於相機安裝在核心艙大柱段四象限控制力矩陀螺的外側，受長征5B火箭整流罩尺寸和安裝高度的限制，需要擡起來擴大視野。
2.為什麽不設計成自動升降？首先控制力矩陀螺附近的空間有限，然後壹個攝像頭單獨配備壹個升降電機是得不償失的。
3.全景相機給的圖為什麽會有拼接痕跡？因為這是4個鏡頭組合實現360°視角的全景相機；
4.為什麽全景相機不能設計成單個鏡頭可以用電機旋轉？艙外運動部件越少越可靠，單個鏡頭的快速反應能力還不如四個鏡頭同時工作。
作業完成後，地面向執行出艙行走任務的航天員表示感謝:神舟十二號的工作完成得非常好，地面也向妳們表示感謝。
神舟十二號航天員劉伯明高情商回應:謝謝大家辛苦了，謝謝。
升降後全景相機A視野更好。此時，已完成升降工作的劉伯明也有空閑時間欣賞太空美景。他向地面報告:有朵朵白雲，像海洋壹樣的斑塊，還有冰。妳可以隨著我的艙外服務相機的全景自由飛行，跟隨我的步伐。
當大家都在欣賞太空美景的時候，03航天員唐洪波卻在離鏡頭漸行漸遠。接下來，他將執行另壹項出艙任務——出艙航天員的緊急返回。
執行緊急返回任務的唐洪波首先自己從全景相機A的操作點爬到靠近資源艙的大柱段位置，從那裏開始緊急返回過程。全程爬行速度比正常爬行速度快1倍，以驗證航天員在艙外遇到突發危險時的應急返回能力。
在緊急返回之前，三名宇航員進行了壹次簡短的交談:
劉伯明:03，我的機械臂開始擺動。
聶海勝:艙口見。
唐洪波:艙口見。
此時，空間站組件正在陰影區運行。漆黑深邃的太空中，03航天員唐洪波顯得那麽孤獨。但是，有隊友的全力配合，有地勤人員的全力支持，有身後億萬人的期待，他的心裏就不會有“孤獨”二字了。
很快，在唐洪波嫻熟的爬行操作下，他用比機械臂轉移更短的時間穿過了大柱段和小柱段，來到了節點艙的艙口。
此時，劉伯明也乘坐機械臂到達了“中間點2”，在這裏，他可以通過自己的艙外服務相機看到唐洪波進入艙內。同時，節點模塊第二象限的側泊位也是首次呈現在國人面前。明年，另壹艘22噸級的大型模塊“蒙恬實驗模塊二號”將永久停泊在這裏，第二象限對應的第四象限泊位就是“問天實驗模塊壹號”的泊位位置。
航天員唐洪波在確認沒有不必要的物體後，開始進入艙內。即將進艙前，他向地面報告:03感謝全體科技工作者，祝願祖國航天事業越來越強，03進艙。
此時機械臂移動到1的中間點，在2003年航天員唐洪波完成入艙後移動到設備接收點，在這裏劉伯明將維修工具從唐洪波轉移到節點艙。
維修設備轉移後，機械臂轉移到下臂點，劉伯明在這裏下機械臂。
劉伯明在完成下臂後不能直接返回節點艙，而是要拆除停靠在機械手末端執行器上的腳部限位器和艙外操作平臺。這部分艙外作業設備最初是從節點艙轉移到艙外作業的，但在返回程序中它們不會返回到節點艙。
機械臂轉移到“卸腳極限點”後，劉伯明將其卸下，安裝在節點艙外壁接口上，為下壹步的太空行走任務提供了便利。
正當劉伯明準備將腳限制器安裝到節點艙外部接口時，地面突然傳來命令:02，請現在進艙，請暫時將腳限制器放置在艙門口，請現在進艙，完畢。
這個命令強調了太空行走任務的高風險。之所以突然傳來進艙的命令，是因為地面監測到空間站遇到了異常輻射，緊急進入的目的是為了避免異常輻射。
異常輻射來自哪裏？在有更多公開信息之前，我無法給出最終結論。
來自地球磁場保護的太空的大部分輻射會被屏蔽，但也有輻射穿過磁場保護區。
此外，地球南大西洋地區還有壹個異常輻射帶，稱為“南大西洋異常帶”。這壹帶覆蓋了整個巴西海岸線，由地球磁偶極子的旋轉軸向北美傾斜11°形成，導致地球磁偶極子中心向西太平洋偏移500公裏，輻射帶向下延伸200公裏。
鑒於這些輻射風險因素，需要采取必要的規避防護措施。天宮空間站的艙體有多層防護結構，可以屏蔽大部分危險輻射，所以遇到異常輻射要盡快返回艙內。
輻射異常後，劉伯明再次出艙，將腳限制器安裝在節點艙外表面的設備接口上。
隨後，在確認沒有不必要的東西後，他開始第二次進入機艙。進艙前，他向地面報告:02作為第壹次出艙的航天員，感謝所有參與研究試驗的科研人員，感謝全國人民的大力支持。我會繼續出艙，飛得更高。空間站將會建得更大。謝謝妳。
劉伯明的報告透露，他將繼續參加神舟十二號乘員的第二次出艙任務。按照操作規範，空間站每次出艙任務都要有兩名航天員參加。誰將是下壹次出艙任務的另壹名宇航員？
聶海勝此前曾披露，神舟十二號三名航天員任意組合，可以完成任何需要兩人配合的任務，這意味著他也可以執行出艙行走的任務。作為中國第二位航天員，如果這次能實現夢想出太空，他的航天員生涯可謂大獲成功。
進艙後，劉伯明和唐洪波先後完成了拆除艙門保護罩、關閉艙門、檢查艙門密封性等操作，隨後是節點氣閘的復壓。
當氣閘艙壓力達到艙外服務額定工作壓力時，艙外服務用臍帶連接，艙外服務獨立保障轉移段。
當氣閘艙壓力與艙外航天服壓力相同時，航天員就可以脫下艙外航天服。
當氣閘艙壓力與核心艙壓力相同時，與氣閘艙相連的雙向承壓艙門打開，順利完成出艙任務。
兩位航天員在氣閘艙脫下艙外航天服後，坐在核心艙大柱段控制臺的聶海勝匆匆起身，然後跳到雙向承壓艙門口迎接兩位戰友回家。
這時，地面飛控中心也發來新消息:祝賀神舟十二號圓滿完成空間站首次出艙活動，祝後續工作順利。聶海勝回答:神舟十二號理解，感謝科技人員的支持，以後會努力。
去年以來，天宮空間站關鍵技術驗證階段的6次任務已完成壹半以上，成功實施了長征五號乙遙壹首飛試驗、長征五號乙遙二發射天和壹號核心艙、長征七號遙三發射天舟二號貨運飛船、長征2F遙十二發射神舟十二號載人飛船。目前，三艙組合體已在軌穩定運行壹個多月。
千裏無積累。上述任務的實施，充分檢驗了載人航天工程三步走規劃前兩步取得的空間交會對接、在軌推進劑補給、航天員中期駐留等壹系列核心技術能力。有繼承更有發展，特別是空間站首次出艙行走任務對神舟七號出艙行走任務的改進和完善，進壹步證明了我國載人航天工程三步走的科學規劃和安排。