北京时间8月20日8时38分，中国航天员聂海胜成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门，至10时12分，聂海胜、刘伯明两名航天员身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服，先后从天和核心舱节点舱成功出舱，并完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作。后续将在机械臂支持下，相互配合开展空间站舱外有关设备安装等作业。
作为最新建设的“国家级太空实验室和太空母港”，中国空间站的规划和设计吸取了以往的经验教训，也充分考虑了中国的能力和需求，建设思路上按照符合中国国情，有所为、有所不为来考虑，其特点体现在合理的规模、优化的设计和最新的技术上。
此次出舱任务主要有三项，包括安装舱外的热控扩展泵组、抬升舱外全景摄像机d以及组装舱外工具箱。出舱期间，留守在舱内的航天员汤洪波配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。当聂海胜扳下最后一个扳手，也就意味着本次出舱活动的一项重要任务——安装热控系统扩展泵组得以顺利完成。
为保证中国空间站在轨不少于15年寿命的要求，中国科研团队从立项之初就着眼于长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。失去大气层保护，太阳光线直射下的空间站表面温度最高可达150摄氏度以上，而在背阳面温度最低又可至零下100度以下。严酷的太空环境中，热控系统是保障空间站设备正常运行，以及航天员太空生活冷暖舒适的重要系统。
中国航天员首次出舱画面：
中国空间站热控系统的核心之一是流体回路，它是整个航天器的命脉，均匀地包裹住了空间站的重要部位，通过特殊液体在管路内的往复循环，将舱内设备以及航天员生活产生的热量收集起来，又通过回路带到相应的设备和结构中实现散热和补热功能，同时还能精确控制空间站不同“房间”的温度，保持温度的均匀和稳定。
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为保证空间站具备超长时间待机的能力，中国热控团队为流体回路打造了舱内舱外多个心脏，由中国航天科技集团五院热控团队研制的在资源舱壁外安装的扩展泵组，被称为空间站舱壁外的“回路心脏”，它是空间站热控系统流体回路运行的动力源之一，将为中国空间站15年长寿命的稳定运行强本固基。
中国航天员从空间站二次出舱，在太空环境中为空间站安装流体回路泵阀部件本来是一项操作复杂、极具挑战的工作，但中国的科研团队设计了一个精巧易用的方案，所有需要更换的零件被集成在一个扩展泵组中，通过“一钩，二锁，三通，四连”，连一个螺丝都不用拧，就能完成更换。
英国广播公司（BBC）早前指出，神舟十二号的发射和随后执行的载人航天是“中国在太空领域日益增长的信心和能力的又一次证明”。现在，中国空间站二次出舱活动已完美验证了在轨更换泵组的技术，也为后续空间站组合体建造和长期稳定运行奠定了基础。