太空“大力神”

在國際空間站和中國空間站上，有好幾套機械臂，它們在建造、運營、維修及航天員出艙活動等過程中，發揮著不可或缺的作用。

國際空間站移動服務系統

在國際空間站上，有一條渾圓結實的“手臂”，它就是移動服務系統。它由5個子系統組成：空間站遙控機械臂系統、移動服務基座系統、末端靈巧機械手、移動運輸裝置和機器人工作站。

空間站遙控機械臂系統（又稱“加拿大臂-2”）是整套移動服務系統中最重要的部件。2001年4月22日，它安裝到了國際空間站上。在國際空間站的建造過程中，它發揮了至關重要的作用，參與了空間站的組裝。

小百科

加拿大研制了2套機械臂系統。一個是為美國航天飛機建造的，叫“加拿大臂-1”；另一個就是為國際空間站建造的機械臂系統——加拿大臂-2。

加拿大臂-2的“手臂”重達1.8噸，長度將近18米，最大可承載116噸重的物體，可以輕松抓捕“龍”飛船。

它不僅力氣大，而且還很靈活精準，具有7個自由度，在不攜帶載荷時，能移動到距目標點約64毫米的范圍內。

它有肩關節、肘關節和腕關節。整個機械臂以肘關節為中心對稱，可以在國際空間站上“行走”，每個關節還可以在軌進行更換。

日本實驗艙機械臂

日本希望號實驗艙是國際空間站重要的實驗艙段。日本研制了一款機械臂? 日本實驗艙遠程機械臂，專職服務于希望號實驗艙，用于艙段維護以及艙外操作。

日本實驗艙機械臂總重約1噸，長度為加拿大臂-2的一半左右，包括1個長約10米主機械臂和1個長約2.2米的小機械臂，2008年發射至國際空間站。

主機械臂負責“體力活”，如對停泊的日本貨運飛船進行抓捕，最大可移動7噸的物體。

小機械臂主要執行精細操作，如天線安裝、更換在軌可更換單元等，以航天員手動操作為主，自主控制為輔。

歐洲機械臂歐洲機械臂由荷蘭空間中心研制，服務于俄羅斯科學號多功能實驗艙，主要用于在軌裝配（如安裝隔熱板）、輔助開展艙外活動等，從而降低航天員太空行走的難度。

歐洲機械臂

于2021年發射升空，成為國際空間站的第三條機械臂。它采用端對稱的設計，因此也可以在艙段之間移動。

歐洲機械臂由碳纖維材料和鋁制材料制成，盡管材質輕便，承載能力卻毫不含糊，能夠抓捕8噸物體。

中國空間站機械臂

早在2007年，中國就啟動了空間站機械臂的預先研究，開展了大量技術論證工作。中國空間站配備了2套機械臂系統? 天和核心艙機械臂和問天實驗艙機械臂，分別于2021年4月和2022年7月發射升空。

兩套機械臂系統除了在長度、負載能力等方面具有差異之外，大臂和小臂在系統功能、配置、構型和自由度數量等方面基本一致。機械臂由7個關節（3個肩關節、1個肘關節和3個腕關節）、肩部和腕部各1個末端執行器、2個臂桿、1個中央控制器以及1套視覺相機系統組成。

機械臂可以支持航天員進行艙外活動。如2023年12月21日，神舟十七號航天員湯洪波登上機械臂，來至核心艙太陽翼的作業點位，進行巡檢和修復。

機械臂還可以為空間科學實驗提供支持，減少航天員的出艙次數和工作量。如2023年6月9日，夢天實驗艙的空間輻射生物學暴露實驗裝置由機械臂送到了艙外。這是我國首次開展艙外輻射生物學暴露實驗。