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大片既视感,“天和”机械臂充当自拍杆,解锁中国空间站新视角

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航天信息港

2022-01-19 08:23

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“天和”核心舱配备有一台10米长的7自由度机械臂,可以在空间站上自由行走,在神舟12、神舟13航天员舱外行走和天舟二号货运飞船转位对接过程中,我们已经见识到了它的巨大作用,既可以充当移动平台,辅助航天员出舱,又可以转位飞船和舱段,同时很多人还盼着给它装上“剪刀”,剪非合作目标的“翅膀”。而在最近中国航天公布的官方视频中,我们发现“天和”机械臂的另一大用途,那就是充当自拍杆。

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天和机械臂充当自拍杆

没错,视频中“天和”核心舱以机械臂为自拍杆,利用机械臂末端执行器的腕部相机,拍摄了一组充满了大片既视感的移动画面,先是从天和核心舱小柱段第一象限适配器分离,在这一过程中看到咱们空间站上的第4扇舷窗。

第四扇舷窗就在左上角红框处

视角转换之后,薄如蝉翼的具有高光电转换效率的柔性三结砷化镓太阳能电池翼缓缓映入眼帘。随后还能看到与天和核心舱径向对接的神舟十三号载人飞船太阳翼划过阿拉伯半岛上空,并与转位之后的天舟二号货运飞船同框亮相,这一切真的是非常梦幻。

大片既视感

神舟13和天舟二号同框

但实际上,“天和”机械臂执行这一系列的动作,拍梦幻大片只是顺手附带的,它真正的任务是执行空间站舱外状态检查。空间站在轨运行期间,需要进行长期的维护和照料,比如检查舱体外壁是否被微小的太空垃圾击中,这时候就需要机械臂对空间站全身来一次视频录制,方便地面指控中心的判读。

被太空垃圾击穿的加拿大臂2

2021年5月12日,国际空间站任务管理人员在利用机械臂检查国际空间站外部时,就发现了一个被太空垃圾击穿的小洞,它不偏不移,正好打在机械臂连杆上,穿透了隔热材料。所幸经地面判读之后认为并无大碍,不然的话,就需要重新发射一个机械臂上去,替换被太空垃圾打坏的“加拿大臂”2了。

加拿大臂2和加拿大手组合体

除此之外,机械臂还常常被用来检查空间站上的对接口,比如2021年7月29日,俄罗斯“科学”号实验舱发射升空之前,国际空间站上的“加拿大臂”2还特意跑到俄罗斯舱段上,仔细检查了将要使用的对接口,即“曙光”号功能货舱和“星辰”号服务舱之间,背对地球一侧的对接口。

加拿大臂2拍摄的俄罗斯对接口

由于“加拿大臂”2主要在国际空间站的桁架上做横向移动,无法“行走”到俄罗斯舱段上,在此之前,航天员还专门进行了一次舱外行走,在“曙光”号功能货舱上安装了一个适配器,以便“加拿大臂”2的末端执行器的腕部相机,能够得着即将使用的对接口,对其进行近距离录像。

看,加拿大臂2爬到俄罗斯舱段上了,这不是欧洲臂

示意图,这不是欧洲机械臂

是的,你没看错,国际空间站的“加拿大臂”2,其实也是可以从桁架上的基座上爬下来,像我们的机械臂一样,移动到其他舱段,甚至是俄罗斯舱段上的,只要有适配器能够让它的末端执行器“抓稳”和联通电源、数据线就行,这和许多媒体宣传的并不一样。

加拿大臂2在桁架上的样子

看,爬下来了,连接的舱体外壁

在移动速度上,“加拿大臂”2与我们的机械臂存在较大差距。“加拿大臂”2的移动速度是每秒2.5厘米,我们的则是每秒60厘米。当然,在使用过程中,为了保证机械臂的安全,同时也要考虑到空间站的各种约束条件,对它的移动速度是有限定的,只用到了机械臂设计速度的六分之一,也就是差不多每秒10厘米,即便如此,也比“加拿大臂”2的每秒2.5厘米快4倍。

这个看得更清楚,在爬

不是欧洲机械臂,它到今天还没解锁呢

两者之间之所以存在这么大的速度区别,主要是我们有后发优势,使用了新材料和新技术,将10米长的机械臂重量降低到738千克,同时还实现了28吨的最大载荷。而“加拿大2”的重量是1.8吨,当然它要长一点,达到17.6米,同时,当初为了满足“抓捕”航天飞机的需求,其最大载荷被设计到了116吨。

桁架上的加拿大臂2

最后说句题外话,如果真装“剪刀”的话,我们的机械臂可以使出全速,也就是每秒0.6米的速度,说不定还真能剪“翅膀”,毕竟“天下武功,唯快不破”。

天和机械臂

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责任编辑:刘亚丹_NBJS17113
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