要問中國天宮空間站上最吸睛、最科幻的裝置是什么?必定是機械臂無疑了。用專業人士的話來講:天宮機械臂是我國目前智能程度最高、規模與技術難度最大、系統最復雜的空間智能制造系統!
而且要注意,這個機械臂既是我國最先進的,其水平也同樣處于世界前列,甚至可以認為足以媲美國際空間站上的,那個被稱為“加拿大臂2號”的機械臂。
再縱觀我國這二十年來的航天發展以及近半年的航天成就,又是嫦娥五號登月并返回,又是火星探索一次性完成繞落巡三個目標,現在又是空間站建設的如火如荼,美國人終于坐不住了。
其太空司令部司令詹姆斯·迪金森(James inson)向國會發表了一系列言論,大意為:美軍對我國的太空能力感到擔憂,尤其是我國的某種衛星可以搭配機械臂,能破壞其它衛星。
說到這,我突然就想起了前陣子特別火的一個動圖,如下:
說是我國的空間站來到美國衛星旁邊,然后“調皮”地把衛星太陽翼剪斷了。說實話,這張動圖確實搞笑,但不妨我們認真思考一下,我們的天宮機械臂真有如此能耐嗎?
①機械臂展開長度為10.2米(將來還可以與實驗艙的機械臂拼接成長度15米的組合機械臂)
②總重738千克,最大承載能力達到25噸
③擁有七個自由度,想想我們人類手臂的轉動,這七個自由度則是完全仿真了人類手臂,因此靈活度極高
④機械臂兩端各有一個末端執行器(你可以把它理解為人的“手”),此外還有視覺相機系統
總的來講,機械臂的用途有以下幾個方面,分別是:空間站的在軌組裝、在軌維修、從貨運飛船里搬運貨物、輔助航天員出艙活動、空間站艙體的檢查、捕獲懸停飛行器等等,下面我們來仔細瞧瞧它是如何運作這些動作的空間站外表面爬行
從上面那幅動圖,我們可以清晰地看到,整個機械臂憑借兩端的末端執行器與艙體表面適配器依次更替連接,就可以隨意在艙體外部進行移動。
按照預定計劃,天宮空間站的兩個實驗艙將會于2022年5月份到9月份之間發射升空,這時候請注意下面的圖片,這是空間站成形后的樣子,我們可以看出,兩個實驗艙與核心艙呈現T字形
而這個形狀并不是一次性形成的(指實驗艙與核心艙只對接一次),因為想要在太空軌道上進行垂直對接,難度與風險都比較大,因此實驗艙只能像載人飛船對接那樣,從空間站運行方向對接,之后再由機械臂把實驗艙給挪到側面的對接口上去。
這次神舟12號任務中,航天員需要完成兩次出艙任務,并且每次出艙時間長達六到七個小時,將要在機械臂的支持下,完成艙外設備安裝、維修維護等任務(相比于神舟七號出艙任務,不論是時長還是復雜程度都有著質的變化)
對了,屆時航天員還會穿著我國研制的新一代艙外航天服出艙,雖然目前來講,具體什么時候出艙我們還不知道,但肯定是非常值得期待的(其實這也是本次神舟任務的最大亮點之一)。
機械臂從貨運飛船里搬運貨物,到空間站完成建成,算上已經上去的天舟二號,總共會有四艘貨運飛船會運輸貨物進空間站。
與實驗艙機械臂組合
原本安置在核心艙外的機械臂,也可以同實驗艙的小機械臂組合形成一個更大的機械臂,總長將達到15米,這樣一來就能更好的覆蓋空間站外表面艙體檢查。
由于機械臂裝有視覺相機系統,因而可以對空間站外表面進行檢查,幫助艙內航天員或者地面人員進行空間站的故障排查工作。舉個例子,前陣子國際空間站被太空中的小隕石擊中,某個部位損壞了,這時候機械臂就可以先去觀察情況,而不必讓航天員出艙尋找故障點了。
這里轉移的是核心艙的太陽能板,因為當兩個實驗艙安裝完畢后,它們所展開的太陽能板會遮擋射向核心艙的部分光照,因而需要將原先的核心艙太陽能板轉移位置,這時候就需要借助機械臂的幫助了。
監視來訪飛行器并捕獲