一种太空酒店旅客出舱体验方法及出舱支持设施与流程

1.本发明涉及载人航天技术领域，具体为一种太空酒店旅客出舱体验方法及出舱支持设施。

背景技术：

2.载人航天目前是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空中从事各种探索、研究、试验、生产和军事应用的往返飞行活动，从而为人类未来入驻太空做好铺垫，让科幻中的太空酒店变成现实，然后去太空酒店旅行的旅客可以亲身感受太空，太空酒店也可以为旅客提供真实、安全、独特的太空行走体验。
3.目前，国内外的太空行走主要由空间站内的航天员实施，且太空行走的目的一般是进行出舱验证和舱外工作，对出舱人员的专业技能、出舱经验都有极高的要求，专业化程度要求极高，同时，航天员出舱过程复杂，需要空间站、地面指挥中心、出舱航天员之间一系列的指令、动作的交互过程，实施过程从准备到结束往往持续十数小时甚至数天。在这种情况下，空间站航天员出舱活动的方法及设施并不适用于太空旅客的出舱体验活动，因此，针对旅客，提出一种符合旅客能力、经验和确保安全的出舱方法和设施。

技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种太空酒店旅客出舱体验方法及出舱支持设施，解决了航天员出舱活动的方法及设施并不适用于太空旅客出舱体验活动的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种太空酒店旅客出舱支撑设施，包括视频监控系统、通信系统、照明系统、护栏系统、甬道和电磁宇航靴，所述视频监控系统主要功能是显示并监测出舱旅客的状态，在发现异常时便于酒店工作人员及时采取处理措施，所述视频监控系统包括宇航服头部摄像头和舱外地面摄像头，所述头部摄像头用于拍摄旅客所看到的画面，所述舱外摄像头用于拍摄记录旅客出舱后的全部活动，所述舱外地面摄像头沿舱外甬道两侧布置且相邻两个舱外地面摄像头之间的间隔距离为两米。
8.优选的，所述通信系统的主要功能是实现旅客与酒店工作人员的实时双向通话，确保旅客能够及时获取工作人员的引导语音、能够及时回复、能够及时报告身体状态和出舱感受，所述通信系统负责视频监控系统中拍摄的图像的传输。
9.优选的，所述照明系统包括头灯、手臂灯和舱外甬道灯带，所述头灯安装于宇航服头盔两侧并朝向旅客的正前方，所述手臂灯安装于宇航服左右两个手臂的小臂外侧且分别朝向左右手，所述舱外甬道灯带安装于舱外甬道的两侧且位于栏杆的内侧。
10.优选的，所述护栏系统包括栏杆和安全绳滑动轨道，所述栏杆为旅客行走或驻留时提供安全扶手，所述安全绳滑动轨道用于旅客限制连接旅客的安全绳且安全绳可以沿着
安全绳滑动轨道滑动。
11.优选的，所述甬道是旅客进入太空行走的活动区域且位于太空酒店的外舱壁，所述电磁宇航靴的鞋掌和鞋跟内均设置有电磁铁且电磁宇航靴可以吸附在甬道上。
12.优选的，一种太空酒店旅客出舱体验方法，包括以下步骤：
13.s1.出舱准备
14.本阶段内容包括熟悉出舱、返舱活动流程及方法，穿着宇航服，熟悉着服及失重状态下的行走和身体姿态控制，行动口令合练及行动演练；
15.s2.出舱过闸
16.本阶段内容包括气闸舱状态准备，宇航服、酒店对接系统检查，调至出舱状态，关闭气闸舱内舱门，气闸舱检漏，宇航服冲洗，旅客吸氧排氮，气闸舱泄压与监测，打开舱门，人员1连接安全绳，人员1出舱，人员2连接安全绳，人员2出舱
……
人员n连接安全绳，人员n出舱，旅客太空行走时，出舱顺序依次为：酒店工作人员1-旅客a-旅客b-旅客c-旅客d-酒店工作人员2；
17.s3.舱外太空行走
18.此时，旅客已经走出舱门，处于太空之中，在工作人员的引导和保护下开展天空行走体验，内容包括打开电磁宇航靴开关，电磁宇航靴与太空行走甬道吸附，沿甬道行走，关闭电磁宇航靴开关，进行全失重状态体验，打开电磁宇航靴开关恢复与甬道吸附状态，调转方向做好返舱准备，一次出舱太空行走时间控制在20min-25min；
19.s4.返舱过闸
20.返舱过程中，人员依次进入气闸舱并断开安全绳，关闭气闸舱舱门，安全绳收纳，气闸舱加压与压力监测，停止加压，舱内环境检测，脱去宇航服，打开气闸舱内舱门，人员返回酒店，返舱顺序为：酒店工作人员2-旅客d-旅客c-旅客b-旅客a-酒店工作人员1；
21.s5.返舱状态恢复
22.返舱后需对出舱人员进行健康状态检查，关闭支持设备，清洗宇航服。
23.工作原理：当需要出舱进行太空体验时，先进行完出舱准备工作，然后完成出舱过闸一系列的检查和准备工作，接着打开舱门，然后酒店工作人员和旅客按照指定顺序出舱，出舱过程中，当酒店工作人员或旅客上半身已经出舱、下半身尚未出舱的情况下，可以手动将安全绳挂到安全绳滑动轨道上，确保旅客在进行失重体验时，身体不会飘走，确保旅客的安全，再完成全部出舱动作，此时，酒店工作人员和旅客已经走出舱门，并处于太空之中，然后在工作人员的引导和保护下开展天空行走体验，首先通过打开电磁宇航靴开关，然后将电磁宇航靴与甬道吸附，并沿甬道向右行走，当旅客需要感受太空失重的体验时，可以通过关闭电磁宇航靴开关，使得电磁宇航靴与甬道之间的吸附力消失，然后可以进行太空中全失重状态的体验，体验完成后先打开电磁宇航靴开关并通过拉拽安全绳和栏杆来调整自身的姿态，当电磁宇航靴与甬道靠近时，然后电磁宇航靴会重新吸附到甬道上，从而可以稳定身形并进行正常行走，在甬道行走的过程中，旅客可以通过拖动安全绳，然后安全绳会沿着安全绳滑动轨道移动，不需要旅客进行额外操作，当走到甬道尽头时，旅客和酒店工作人员可以调转方向并做好返舱准备，并按照先出先进的顺序返回气闸舱，在旅客进入气闸舱前，手动将安全绳挂环从轨道上取下，并将挂环交给气闸舱内工作人员即可，然后在工作人员的保护下进入气闸舱，从而体验真实的出舱太空行走。
24.(三)有益效果
25.本发明提供了一种太空酒店旅客出舱体验方法及出舱支持设施。具备以下有益效果：
26.本发明通过出舱前的准备确保旅客出舱后不会慌乱紧张，进行出舱体验的过程中，先通过酒店工作人员陪同引导、保护和配套的支持设施来保证旅客的安全，出舱过程中，通过将安全绳挂到安全绳滑动轨道上，确保旅客在进行失重体验时，身体不会飘走，从而保证了旅客的安全，然后通过关闭电磁宇航靴的开关，使得旅客可以体验太空全失重的体验，再通过开启电磁宇航靴的开关并通过拉拽安全绳和栏杆的方式来调节姿态，使得电磁宇航靴重新吸附到甬道上，然后旅客又可以正常行走了，从而可以实现太空旅客的出舱体验活动。
附图说明
27.图1为本发明的出舱体验流程图；
28.图2为本发明的出舱准备流程图；
29.图3为本发明的出舱过闸流程图；
30.图4为本发明的舱外太空行走流程图；
31.图5为本发明的返舱过闸流程图；
32.图6为本发明的返舱状态恢复流程图；
33.图7为本发明的甬道、灯带和栏杆的布局图；
34.图8为本发明的栏杆的俯视图；
35.图9为本发明的栏杆的正视图；
36.图10为本发明的栏杆的侧视图；
37.图11为本发明的电磁宇航靴的原理图；
38.图12为本发明的通信系统的原理图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例一：
41.如图7-12所示，本发明实施例提供一种太空酒店旅客出舱支撑设施，包括视频监控系统、通信系统、照明系统、护栏系统、甬道和电磁宇航靴，视频监控系统主要功能是显示并监测出舱旅客的状态，在发现异常时便于酒店工作人员及时采取处理措施，视频监控系统包括宇航服头部摄像头和舱外地面摄像头，宇航服头部摄像头用于拍摄旅客所看到的画面，舱外摄像头用于拍摄记录旅客出舱后的全部活动，舱外地面摄像头沿舱外甬道两侧布置且相邻两个舱外地面摄像头之间的间隔距离为两米，宇航服头部摄像头和舱外地面摄像头的指标要求为：供电方式(poe供电)、灵敏度(0.1lux)、焦距(6mm)、分辨率(1080p)、图像格式(rgb24)、编码格式(h265+)、信噪比(≥54db)、具有背光补偿(blc)功能和具备自动亮
度控制(alc)功能，通信系统的主要功能是实现旅客与酒店工作人员的实时双向通话，确保旅客能够及时获取工作人员的引导语音、能够及时回复、能够及时报告身体状态和出舱感受，通信系统负责视频监控系统中拍摄的图像的传输，通信系统采用有线/无线备保方案，有线通信通过宇航服与酒店的连接接口保持与气闸舱控制计算机的双向通信，无线通信直接通过酒店wifi实现，在通信时，优先采用无线wifi通信，当无线系统工作异常时可自动切换至有线通信，照明系统包括头灯、手臂灯和舱外甬道灯带，头灯安装于宇航服头盔两侧并朝向旅客的正前方，头灯主要为旅客在出入舱活动中提供照明，便于旅客观察，在旅客出舱后，便于旅客观看太空景象，头灯的主要指标要求为：功率(10w)、电压(直流24v)、类型(led)、光束角(80
°
)和颜(白)，手臂灯安装于宇航服左右两个手臂的小臂外侧且分别朝向左右手，手臂灯通过酒店指挥中心控制开关，手臂灯主要为旅客在进行连接安全绳和抓握栏杆动作提供照明，手臂灯的主要指标要求为：功率(5w)、电压(直流24v)、类型(led)、光束角(40
°
)和颜(白)，舱外甬道灯带安装于舱外甬道的两侧且位于栏杆的内侧，舱外甬道灯通过酒店指挥中心控制开关，主要为旅客在太空行走时提供路线指示，手臂灯通过酒店指挥中心控制开关，手臂灯主要为旅客在进行连接安全绳和抓握栏杆动作提供照明，舱外甬道灯带的主要指标要求为：宽(30mm)、长(10100mm)、类型(led)、供电电压(直流24v)、总功率颜(73w)，颜(绿)、寿命(不低于2000h)，护栏系统包括栏杆和安全绳滑动轨道，栏杆为旅客行走或驻留时提供安全扶手，安全绳滑动轨道用于旅客限制连接旅客的安全绳且安全绳可以沿着安全绳滑动轨道滑动，甬道是旅客进入太空行走的活动区域且位于太空酒店的外舱壁，电磁宇航靴是在宇航靴的基础上进行功能优化，电磁宇航靴的鞋掌和鞋跟内均设置有电磁铁且电磁宇航靴可以吸附在甬道上，单个电磁铁吸力分别为30n、20n，由一个开关控制，开关位于宇航服手臂外侧，每只电磁靴在加电工作时，可提供50n的磁力，确保旅客双脚吸附在甬道上(甬道具有磁吸性)，且当行走时旅客只需施加大于50n的力即可使靴子脱离甬道，不会影响旅客身体姿态。
42.实施例二：
43.如图1-6所示，本发明实施例提供一种太空酒店旅客出舱体验方法，包括以下步骤：
44.s1.出舱准备
45.本阶段内容包括熟悉出舱、返舱活动流程及方法，穿着宇航服，熟悉着服及失重状态下的行走和身体姿态控制，行动口令合练及行动演练；
46.s2.出舱过闸
47.本阶段内容包括气闸舱状态准备，宇航服、酒店对接系统检查，调至出舱状态，关闭气闸舱内舱门，气闸舱检漏，宇航服冲洗，旅客吸氧排氮，气闸舱泄压与监测，打开舱门，人员1连接安全绳，人员1出舱，人员2连接安全绳，人员2出舱
……
人员n连接安全绳，人员n出舱，旅客太空行走时，出舱顺序依次为：酒店工作人员1-旅客a-旅客b-旅客c-旅客d-酒店工作人员2；
48.s3.舱外太空行走
49.此时，旅客已经走出舱门，处于太空之中，在工作人员的引导和保护下开展天空行走体验，内容包括打开电磁宇航靴开关，电磁宇航靴与太空行走甬道吸附，沿甬道行走，关闭电磁宇航靴开关，进行全失重状态体验，打开电磁宇航靴开关恢复与甬道吸附状态，调转
方向做好返舱准备，一次出舱太空行走时间控制在20min-25min；
50.s4.返舱过闸
51.返舱过程中，人员依次进入气闸舱并断开安全绳，关闭气闸舱舱门，安全绳收纳，气闸舱加压与压力监测，停止加压，舱内环境检测，脱去宇航服，打开气闸舱内舱门，人员返回酒店，返舱顺序为：酒店工作人员2-旅客d-旅客c-旅客b-旅客a-酒店工作人员1；
52.s5.返舱状态恢复
53.返舱后需对出舱人员进行健康状态检查，关闭支持设备，清洗宇航服。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种太空酒店旅客出舱支撑设施，包括视频监控系统、通信系统、照明系统、护栏系统、甬道和电磁宇航靴，其特征在于：所述视频监控系统主要功能是显示并监测出舱旅客的状态，在发现异常时便于酒店工作人员及时采取处理措施，所述视频监控系统包括宇航服头部摄像头和舱外地面摄像头，所述头部摄像头用于拍摄旅客所看到的画面，所述舱外摄像头用于拍摄记录旅客出舱后的全部活动，所述舱外地面摄像头沿舱外甬道两侧布置且相邻两个舱外地面摄像头之间的间隔距离为两米。2.根据权利要求1所述的一种太空酒店旅客出舱支撑设施，其特征在于：所述通信系统的主要功能是实现旅客与酒店工作人员的实时双向通话，确保旅客能够及时获取工作人员的引导语音、能够及时回复、能够及时报告身体状态和出舱感受，所述通信系统负责视频监控系统中拍摄的图像的传输。3.根据权利要求1所述的一种太空酒店旅客出舱支撑设施，其特征在于：所述照明系统包括头灯、手臂灯和舱外甬道灯带，所述头灯安装于宇航服头盔两侧并朝向旅客的正前方，所述手臂灯安装于宇航服左右两个手臂的小臂外侧且分别朝向左右手，所述舱外甬道灯带安装于舱外甬道的两侧且位于栏杆的内侧。4.根据权利要求1所述的一种太空酒店旅客出舱支撑设施，其特征在于：所述护栏系统包括栏杆和安全绳滑动轨道，所述栏杆为旅客行走或驻留时提供安全扶手，所述安全绳滑动轨道用于旅客限制连接旅客的安全绳且安全绳可以沿着安全绳滑动轨道滑动。5.根据权利要求1所述的一种太空酒店旅客出舱支撑设施，其特征在于：所述甬道是旅客进入太空行走的活动区域且位于太空酒店的外舱壁，所述电磁宇航靴的鞋掌和鞋跟内均设置有电磁铁且电磁宇航靴可以吸附在甬道上。6.根据权利要求1所述的一种太空酒店旅客出舱体验方法，其特征在于：包括以下步骤：s1.出舱准备本阶段内容包括熟悉出舱、返舱活动流程及方法，穿着宇航服，熟悉着服及失重状态下的行走和身体姿态控制，行动口令合练及行动演练；s2.出舱过闸本阶段内容包括气闸舱状态准备，宇航服、酒店对接系统检查，调至出舱状态，关闭气闸舱内舱门，气闸舱检漏，宇航服冲洗，旅客吸氧排氮，气闸舱泄压与监测，打开舱门，人员1连接安全绳，人员1出舱，人员2连接安全绳，人员2出舱
……
人员n连接安全绳，人员n出舱，旅客太空行走时，出舱顺序依次为：酒店工作人员1-旅客a-旅客b-旅客c-旅客d-酒店工作人员2；s3.舱外太空行走此时，旅客已经走出舱门，处于太空之中，在工作人员的引导和保护下开展天空行走体验，内容包括打开电磁宇航靴开关，电磁宇航靴与太空行走甬道吸附，沿甬道行走，关闭电磁宇航靴开关，进行全失重状态体验，打开电磁宇航靴开关恢复与甬道吸附状态，调转方向做好返舱准备，一次出舱太空行走时间控制在20min-25min；s4.返舱过闸返舱过程中，人员依次进入气闸舱并断开安全绳，关闭气闸舱舱门，安全绳收纳，气闸舱加压与压力监测，停止加压，舱内环境检测，脱去宇航服，打开气闸舱内舱门，人员返回酒
店，返舱顺序为：酒店工作人员2-旅客d-旅客c-旅客b-旅客a-酒店工作人员1；s5.返舱状态恢复返舱后需对出舱人员进行健康状态检查，关闭支持设备，清洗宇航服。

技术总结

本发明提供一种太空酒店旅客出舱体验方法及出舱支持设施，涉及载人航天技术领域。该太空酒店旅客出舱支撑设施，包括视频监控系统、通信系统、照明系统、护栏系统、甬道和电磁宇航靴，所述视频监控系统主要功能是显示并监测出舱旅客的状态。通过将安全绳挂到安全绳滑动轨道上，确保旅客在进行失重体验时，身体不会飘走，从而保证了旅客的安全，然后通过关闭电磁宇航靴的开关，使得旅客可以体验太空全失重的体验，再通过开启电磁宇航靴的开关并通过拉拽安全绳和栏杆的方式来调节姿态，使得电磁宇航靴重新吸附到甬道上，然后旅客又可以正常行走了，从而可以实现太空旅客的出舱体验活动。动。动。