引美军司令“关注”的巨型机械臂，到底牛在哪？

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引美军司令“关注”的巨型机械臂，到底牛在哪？

来源：观察者网
2021-06-19 09:19:00

【文/观察者网 齐倩】昨天下午6时许，航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。

进入空间站后，航天员要干些什么呢？神舟十二飞行乘组需要进行长达6、7个小时的出舱活动，其中一个考验是，三个航天员需要一起配合进行机械臂的使用。这个堪比“变形金刚”的“大力神臂”吸引了众多网友的注意力。

可以看到，空间站的机械臂上有一面五星红旗以及中国载人航天标志。

“咦？这个画面好像有些熟悉……”有网友嘀咕道。

去年美国上线了一部以美国太空军建设为主题的政治喜剧《太空部队》（Space Force）。在剧中的平行世界中，被安排成美国“假想敌”的中国航天技术无比强大，从用机械臂剪美国人的卫星电池板、虏获美国宇航猩猩，到在月球抢先设立大型基地，简直无所不能。

更加令人哭笑不得的是，美国军方也跟着一起“做梦”，犯起了被迫害妄想症。今年4月，美国太空司令部司令迪金森（James Dickinson）曾宣称，中国有一款配备了机械臂的卫星，可以“抓走”美国卫星。

图自美剧《太空部队》

那么，这个出现在美剧中、又被美军“忌惮”的巨型机械臂，到底牛在哪儿？

它是我国目前智能程度最高、规模与技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统。中国载人航天工程总设计师周建平18日介绍，机械臂的作用在于空间站组装建造、维护维修、辅助航天员出舱活动等任务，“是中国空间站在轨建造能力水平的重要标志”。

“七自由度”“堪比太空变形金刚”

“天和”核心舱由生活控制舱、资源舱、节点舱三个部分构成，在太空为宇航员和科学家提供居住和科研环境，支持人员长期驻留，可以对接货运与载人飞船。

“天和”核心舱外的一对大型机械臂，为我国首个具有七个自由度的机械臂，从而在太空可以实现类似人类手臂的运动能力。

据中国电科21所（下称“21所”）4月介绍，该机械臂工作时最长长度可达18米左右、直径约4米左右，可以在太空抓取物体，方便设备的对接、安装、变轨、分离等操作。

空间站机械臂

从2009年起，21所就开始为航天配套研制载人三期天和舱空间机械臂空间驱动组件、高精度位置传感器等机械臂核心部件以及空间站任务其他相关配套电机。

七个自由度意味着什么？21所专家说，这是对人类手臂的最真实还原。核心舱机械臂通过末端执行器与目标适配器之间的对接与分离，类似于木工常用的榫卯结构，可实现舱体爬行功能，以一种类似蠕虫的运动方式移动到空间站的许多部分，进而在更大范围触达空间站各舱体外表面。

央视新闻报道称，在中国空间站核心舱上的空间站机械臂，是我国目前智能程度最高、规模与技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统。



视频来源：央视新闻

航天科技集团五院、载人航天工程空间站系统副总指挥王鑫介绍称，空间站机械臂承担着悬停飞行器捕获、辅助航天员舱外活动、舱外货物搬运、舱体状态检查等重要任务，这些都需要机械臂具备精准控制和强大的自由运动能力。

为此，空间站机械臂拥有7处关节、2处末端执行机构，对各位置的信息交互起到连接和转发的功能，对于机械臂关节和末端的灵活性、精准度起到着至关重要的作用。

空间站核心舱机械臂操作台

今年5月，航天科技集团五院推出系列视频《印象空间站》，在第二集“太空炫舞中国臂”中，带大家了解了堪比“变形金刚”的空间站机械臂。



《印象空间站》第二集：太空炫舞中国臂

视频介绍，机械臂位于核心舱小柱段，具备舱体爬行功能，并实现舱外状态监视。当机械臂转位实验舱时，可开展空间站建造任务。

此外，机械臂可捕获来访悬停飞行器、转移货运飞船载荷、进行空间站舱表状态检查、辅助航天员出舱活动，并可与实验舱实现机械臂级联组合。

在6月18日播出的《新闻1+1》节目中，中国载人航天工程总设计师周建平接受白岩松专访时表示，这些机械臂最大承载能力25吨，是中国空间站在轨建造能力水平的重要标志。

他说：“机械臂其实就是一种现代化的手段和工具，可以给航天员提供强大的支撑，使得我们中国空间站的建造技术水平达到国际先进水平。”



《新闻1+1》节目视频

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“有人负责做梦，有人负责实现”

舱体爬行！转移货运飞船载荷！捕获来访飞行器！

说到这里，不少网友不禁想到了去年美国上线的一部“抗中神剧”——“太空部队”。

作为一部美国当代政治喜剧，剧集围绕虚构的美国空军四星上将奈尔德出任太空军司令之后遇到的经历为主线，对包括美国国内政治、军种矛盾、大国竞争等一系列的话题来了一波调侃和嘲讽。

在剧中的平行世界中，被安排成美国“假想敌”的中国航天技术无比强大：

通过巨型空间站外的机械臂剪美国人的卫星电池板、虏获美国宇航猩猩、在月球抢先设立大型基地、碾了阿波罗十一号当年插在月球上的美国国旗，最后，还把美国后来设立的月球基地也给毁了……

剪美国人的卫星电池板



毁美国月球基地



推倒美国国旗

更加令人哭笑不得的是，美国军方也跟着一起“做梦”，犯起了被迫害妄想症。

据“日经亚洲”（Nikkei Asia） 网站4月21日报道，美国太空司令部司令詹姆斯·迪金森4月20日向美国国会表示，美国军方对中国太空能力的快速发展感到担忧，特别是中国有一款配备了机械臂的卫星，这种卫星可以靠近敌方卫星并使其失效。

迪金森在参议院军事委员会的发言稿中写道：“中国正积极通过研发太空系统和太空攻击系统来寻求太空优势，一个值得注意的物体是‘实践-17’号卫星，这是一颗配备有机械臂的中国卫星。”

报道截图

报道称，中国曾表示“实践-17”是一颗实验卫星，用于运行通信和广播服务、观测太空碎片等任务。然而包括总部位于华盛顿的“战略与国际研究中心”智库在内的一些西方组织表示，已经注意到这颗卫星的“不寻常行为”。

迪金森宣称，凭借太空机械臂技术“可以在未来的系统中用于抓取其他卫星”。他还说：“中国还有多个不同功率级别的陆基激光系统，可能导致卫星系统‘失明’或损坏。”

迪金森还添油加醋说，中国还在发展“广泛的干扰和网络能力、定向能武器、轨道能力和陆基反卫星导弹”，所有这些都可能阻碍美国的军事活动。

美国太空司令部司令詹姆斯·迪金森

其实，迪金森的发言并不罕见，恰恰是沿袭了美国媒体、军方一贯使用的“中国太空威胁”论调。但就在美国在指责中国等国家制造“太空威胁”的同时，自己却在积极打造太空武器、研究太空作战。

2019年12月20日，时任美国总统的特朗普签署《2020年国防授权法案》，正式组建太空军。2020年10月21日，美国太空军率先成立了首个职能司令部——太空作战司令部。该司令部将统领五角大楼所有军用卫星，为美军的全球征战提供太空支援。

从电视剧到军方，美国社会内部频繁炒作“中国威胁论”，并贼喊捉贼，在梦中犯起了“被迫害妄想症”。

对此，一名微博网友感慨道：“有人负责做梦，有人负责实现。”

更多的网友则在惊叹中国太空技术发展的速度：酷炫、厉害、真不错！

其中一名网友特别注意到了机械臂的舱体爬行功能。他写道：“机械臂能爬，好有想象力的创造！”

另外，还有人开玩笑地称，“能不能把机械臂当自拍杆”，伸出去给太空舱来个自拍？

   

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网上有人说：

机械臂居然不是固定的，真是大出意外，我想连美国佬都没想到吧，要给我们的航天人，大大的“赞”才行！加油！中国航天！

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美国使用的加拿大臂2型机械臂尽管能够爬行，但是当它移动到新的“锚点”，只能够获得数据连接和视频信号连接，此外就是基本的运转的动力，因此美国的机械臂只能爬行观察情况，但不具备载荷抓握的能力。而我国的机械臂和舱外锚点则进行了进一步的改进，使得机械臂在移动后也具备了载荷抓握的能力。这就意味着我国空间站机械臂可工作的范围极大扩展。实际这种更为全面的机械臂爬行功能，也是美国在未来探月的星门空间站所要实现的功能。我国通过空间站机械臂的研制，实现了空间机器人产品的全流程研制，培养了一大批人才，实现了空间机器人系统研制体系的全方位构建。不但能够满足空间站机械臂的使用，而且还应用到月球探测采样机械臂、火星车移动系统等空间机器人系统研制需求，同时这些技术还可满足外骨骼机器人等军民融合方面的应用拓展。

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6自由度就是XYZ三个轴移动加旋转，理论上极限范围内空间中任意一个点都能到达，只具有一个位姿。七自由度对于任意一点有多个位姿，可以避障，不容易被挡住。