目前在轨运行的2个空间站上,共有4个机械臂,它们分别是中国“天宫”空间站的“大臂”,国际空间站的加拿大臂2号、俄罗斯“科学”号实验舱上的欧洲机械臂ERA和日本“希望”号实验舱外面的日本臂。除了日本臂是固定的之外,其他3个都是可以移动的,而且都可以爬行。
别着急,小编知道有人会说加拿大臂2号不可以爬行,是被固定在国际空间站大桁架上的基座上,只能沿着108米长的轨道直线移动。但那已经是过去的事情了,在2011年航天飞机STS-134任务中,航天员通过三次太空行走,对加拿大臂2号进行了升级,并且在俄罗斯“曙光”号功能货舱的外面,安装了一个适配器PDGF,因此现在它已经可以从基座上下来,像咱们的机械臂一样进行7自由度的爬行了。当然,目前只限定部分安装了适配器的舱段,而且也不是全自动的,需要人工操纵。
科技的发展日新月异,我们不能总是用老眼光去看到问题,形成思维定势,而是要与时俱进。同样,欧洲机械臂ERA也可以像咱们的“大臂”一样进行7自由度爬行,有适配器的地方都能去。不过,目前欧洲机械臂存在一个问题,那就是上天都大半年了,却被绑在俄罗斯“科学”号舱外,一动不能动。
其实,按照原计划,欧洲机械臂在去年9月22日就要进行首次通电自检、今年1月份俄罗斯宇航员就要出舱去取下捆绑它的蒙布的,但不知为何一直拖到今天,迟迟没有动静。而考虑到现在的俄欧关系,估计短期内欧洲机械臂都无法投入使用了。它本身就因为“科学”号实验舱迟迟无法发射,在地面上“鸽”了好多年,这下真是雪上加霜了。
从技术水准来看,欧洲机械臂和咱们的“大臂”基本处于同一等级,都可以全自动或者半自动操作,重量轻,长度也有11米,但它的问题是最大载荷偏小,只有8吨,仅比日本机械臂的7吨载荷大一点。而咱们的“大臂”长10米,最大承载25吨。当然,在“硬功夫”上最牛的还是加拿大臂2号,它有17.6米长,最大承载116吨。
看到116吨这个数字,有人的第一反应是没写错吧,甚至有些媒体还自作聪明地将它改为11.6吨。实际上,加拿大臂2号的一个重要使命,就是要“抓捕”航天飞机,而航天飞机的太空梭部分,就是100吨左右,所以它是为了这一目的而设计的,只是因为现在航天飞机退役了,所以才显得有些用力过猛。
当然,为了实现116吨的最大承载,加拿大臂2号也付出了很大的代价,比如它的自身重量就有1.8吨,其中大部分重量在基座上。相比之下,咱们的“大臂”自重只有738千克,而欧洲机械臂的自重甚至只有630千克。
另外,还有一点很少有媒体提到,那就是太空机械臂的移动速度,很多人总是受美国科幻搞笑电影《太空部队》的影响,想用机械臂去剪别人家的卫星的“翅膀”。但实际上,机械臂的移动速度是非常缓慢的,堪称蜗牛,比如加拿大臂1号的端部移动速度只有每秒0.06米,加拿大臂2号空载的时候端部移动速度为0.38米/秒,满载的时候则只剩下0.03米/秒了。而咱们的“大臂”端部移动速度还要低一些,空载是0.3米/秒,满载时0.02米/秒。值得注意的是,这还是最大移动速度,在实际操作中,一般不可能开到最大码,因此还要慢一些,加拿大臂2一般都是每秒移动2.5厘米,而我们的数据应该也差不多。
最后,大家还可以了解一下更多的知识,比如我国空间站规划的机械臂,其实有3个,除了现在的“大臂”之外,预计在今年5月前后发射的“问天”号实验舱上,还有一个多功能小型机械臂,我们就叫它“小臂”吧,它的作用有点类似日本臂,主要是用来移动舱外暴露试验平台和载荷的,所以最大载荷只有3吨。
但它也可以和“大臂”一样7自由度爬行,甚至可以和“大臂”组合到一起,形成一个15米长的机械臂。而这条“小臂”单独行动的时候,空载端部移动速度为每秒0.2米,满载端部移动速度为每秒0.03米。除此之外,在“问天”、“梦天”实验舱转位对接的时候,还会有一个转位机械臂,与“大臂”一起完成这一关键动作。
作为备用手段,这里还有一个转位机械臂