空间站黑科技“百变金刚”机械臂,既能托走宇航员也能全方位监控

开济聊武器 2024-07-29 03:23:49

这是美国电影的一个画面,不满中国红旗的空间站伸出机械臂,剪掉了特来监测卫星的太阳能板。

电影当然有夸张的成份,不过时隔多年中国也将电影画面照进现实。

中国空间站机械臂是由中国自主研制的。研发历时15年,集合了超过18万个零件和50万行代码,是中国航天科技的杰出成果,代表了中国在太空技术领域的领先水平。

机械臂拥有七个自由度,这意味着它在太空中的灵活性不亚于人手,那么什么是自由度呢?自由度指的是一个物体在某个方向或某个旋转轴上能够进行独立运动的数量。每增加一个自由度,物体在空间中的可操作性就增加一层。对于机械臂来说,自由度的数量直接影响其灵活性和操作复杂度。目前能完成7个自由度的机械臂只有中国臂、加拿大2号臂和欧洲臂。其他机械臂只有6个自由度。

不仅如此,由于中国臂是中国完全自主研制的,所以主臂和副臂是能完全组装的,并且组装后仍然能达到7个自由度,这个有多难呢?

打个比方,两人结婚,虽然多一个人分担了家庭责任和经济压力,但是不管男女都会失去一些自由。

但是中国臂不会,主臂和副臂组装后不仅能分担工作压力,还仍能保持7个自由度。

除此之外,机械臂不仅能固定在一个位置工作,还能在空间站表面爬行转移。通过末端执行器与目标适配器的对接与分离,再配合各关节的运动,它能像蜘蛛侠一样在舱体表面自由移动。这一爬行功能不仅让它能更好地监控和维修空间站,还能在需要时辅助航天员出舱,完成各种任务。

机械臂的末端配有一个抓取装置,航天员准备好出舱后,会站在机械臂的抓取位置,控制系统会根据任务需要设定航天员的目标位置。通过其七个自由度的关节进行路径规划,确保在运动过程中避开空间站的其他结构和设备。机械臂的工作范围最长可达18米,能够在太空中抓取最大25吨的物品,因此机械臂不仅能辅助航天员进行出舱活动,还能帮助他们完成舱外设备的安装和更换。

不仅如此,机械臂分别在肘部、肩部和腕部安装了至少5个摄像头,能实现360°全面的监视,全方位监视不明物体避免碰撞。

在空间站上,中国的经历可谓是历经坎坷。

1998年,俄罗斯发射了曙光号模块,随后,美国发射了“团结号”节点舱,两者在轨对接,标志着国际空间站建设的正式开始,此后20年,各国相继发射了实验舱、居住舱和其他设施,逐步扩大了空间站的规模,它曾是来自21个不同国家和270位宇航员的家,但是唯独没有中国人的面孔。

2007年中国表示希望参与国际空间站项目,随后欧洲航天局也表达了善意,认为这是有益人类进步的项目,应该欢迎有能力的国家。然而却遭到了美国的强烈反对,在2011年美国国会通过的一项法案彻底浇灭了中国的希望。该法案中的沃尔夫修正案规定,NASA和美国企业禁止向中国政府分享先进技术。

就这样,中国不得不开启了自己的太空计划,2011年和2016年,中国先后发射了天宫一号和天宫二号空间实验室,均圆满完成任务。2021年中国天宫空间站项目正式启动,并积极向其他国家抛出橄榄枝,来自17个国家的9个科学实验项目,成为中国空间站科学实验的首批入选项目。这就是大国风范。

目前天宫空间站在不断的扩建和完善,共同推动人类对宇宙的探索和认知。

0 阅读:0

开济聊武器

简介:感谢大家的关注