機械臂作為(wei) 空間站的重要組件，是協同人類完成各種複雜操作的重要幫手。2022年1月6日，中國空間站機械臂轉位貨運飛船試驗取得圓滿成功，這是我國首次利用空間站機械臂操作大型在軌飛行器進行轉位試驗，驗證了空間站艙段轉位技術和機械臂大負載操控技術，為(wei) 空間站在軌組裝建造積累了經驗。今天，我們(men) 一起深入了解機械臂在空間站任務中的重要作用。

　　艙段輔助轉位

　　機械臂通常由多個(ge) 關(guan) 節和臂段組成，這些部件具有高強度和輕量化的特性，能在太空環境中承受重量，減少對航天器的負荷，其關(guan) 節和臂段通過液壓、電動或氣動執行器實現運動，以提供足夠的力量和穩定性。空間站機械臂有7個(ge) 自由度和7個(ge) 關(guan) 節，可實現類似人類手臂的運動能力，與(yu) 實驗艙上的小機械臂形成組合臂後，可達14個(ge) 自由度，工作起來更加靈活便捷。目前，機械臂沒有配備可以用來抓握物體(ti) 的機械夾爪或抓手，而是使用一組形象酷似插頭的末端執行器進行目標抓捕。在首次貨運飛船轉位試驗中，空間站機械臂正是將末端執行器與(yu) 核心艙艙體(ti) 表麵的目標適配器進行對接，再爬行至位於(yu) 節點艙附近的停泊口後，最終成功捕獲天舟二號的適配器，從(cong) 而順利完成輔助轉位。

　　載重與(yu) 搬運

　　機械臂具有強大的載重能力和精確的搬運能力，這項基本能力為(wei) 各類任務提供了必要的保障。空間站核心艙上的大機械臂由兩(liang) 根臂杆組成，展開長度可達10.2米，重量約0.74噸，采用了大負載自重比設計，負重能力高達25噸，可將物體(ti) 從(cong) 一個(ge) 地點移至另一地點，有效配合航天員開展艙外活動、空間站平台維護及有效載荷運輸等任務。

　　航天員艙外活動支持

　　機械臂可用於(yu) 支持航天員進行艙外活動，包括在艙外進行航天器維護、安裝和維修。在艙外執行任務時，重達上百公斤的艙外航天服會(hui) 限製航天員的活動能力。為(wei) 減少體(ti) 力消耗，航天員借助機械臂可完成艙外轉移，並在微重力環境中進行精確操作。如此一來，便可以極大地減少航天員的工作量。目前，空間站機械臂作為(wei) 航天員乘組出艙活動的得力助手，配合完成了全景相機抬升、艙外相關(guan) 設備及裝置組裝、核心艙太陽翼修複試驗等既定任務，在支持中國航天員出艙活動中發揮了重要作用。

　　設備轉移、安裝、更換

　　以及艙外維修

　　機械臂可以代替航天員進行設備安裝及維修更換工作，可以極大地減少航天員出艙作業(ye) 的次數和時間，從(cong) 而提高航天員在太空中的安全保障。機械臂也可以轉運天舟貨運飛船中的貨物。天舟貨運飛船有開放式非加壓貨艙構型，機械臂可以協助航天員轉移天舟貨運飛船內(nei) 的貨物。在空間站艙外維修中，機械臂也發揮了“一臂之力”，它可以作為(wei) 航天員和大型構件的支撐平台，協助完成艙外複雜任務，有效提高維修效率。2023年12月21日，神舟十七號航天員首次出艙，湯洪波登上機械臂，轉移至核心艙太陽翼的相關(guan) 作業(ye) 點位，進行巡檢和修複作業(ye) 。在空間站機械臂和地麵科研人員的配合下，神舟十七號乘組對天和核心艙太陽翼的正麵和外側(ce) 麵進行觀察、拍照記錄和試驗性修複等工作。

　　捕獲懸停航天器

　　機械臂能夠安全、準確地捕獲和固定懸停的航天器，為(wei) 後續操作、維修或回收提供支持。例如後續將發射與(yu) 空間站組合體(ti) 共軌飛行的“巡天”光學艙，在需要對其進行維護、部件替換升級等工作時，機械臂便可對其進行抓取，使其與(yu) 空間站進行對接，以便航天員對其進行檢查、維護。而通過在末端執行器上安裝相應的任務模塊（如機械抓手），機械臂也可以抓取太空中的其他航天器。

　　艙外狀態監視

　　要想讓空間站長期在軌穩定運行，空間站艙外狀態監視不可或缺。機械臂末端執行器配置有光學相機，可以直接對空間站艙外進行成像。得益於(yu) 機械臂的長度和“爬行”功能，核心艙大機械臂可以實現對空間站艙外大多數位置的監視，從(cong) 而幫助航天員和地麵控製人員直觀準確地了解空間站各個(ge) 艙段的外部設備的狀態。除了進行空間站本身狀態的監測外，機械臂的相機也可以監測太空環境，如空間碎片以及外來航天器等。2023年4月24日，在八個(ge) 中國航天日到來之際，中國空間站推出獨家直播《天宮之鏡》，小臂肘部相機還從(cong) 多個(ge) 角度帶著大家巡遊了中國空間站與(yu) 地球。

　　空間科學實驗支持

　　機械臂也可以提供空間科學實驗支持，減少航天員出艙次數和工作量。2023年6月9日-10日，空間站夢天實驗艙空間輻射生物學暴露實驗裝置經由機械臂抓取從(cong) 貨物氣閘艙出艙，經過中轉位，順利安裝至既定的艙外暴露平台，裝置開機工作正常。這是我國首次開展艙外輻射生物學暴露實驗，對輻射生物學和空間科學研究具有裏程碑式意義(yi) 。

　　“一臂之力”

　　助力空間站平穩運行

　　未來

　　期待更多精彩