潑臟水!神舟12號發射後美國重點“關註”機械臂,它到底多強大?

機械臂引發美國“不滿”

2021年6月17日我國神舟12號載人飛船與天和號核心艙順利對接,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波將在核心艙開展為期3個月的活動任務,包括出艙作業。以美國《紐約時報》為首的多傢國外媒體又開始炒作、指責我國航天工程“目的不純、危險巨大”。

要知道早在2019年,前美國總統特朗普就簽署《2020年國防授權法案》,該法案一個重要目的便是組建太空軍。等到瞭2020年10月21日,美國太空作戰司令部正式成立,包括五角大樓下轄的所有軍用衛星都歸司令部統領,權力之大超乎想象。

美國這種賊喊捉賊的齷齪伎倆因為使用過於頻繁,世界絕大多數國傢已把其當作跳梁小醜。所以自我國天宮號空間站實質建設以來陸續收到二十多個國傢的合作申請,並成功選定瞭17個國傢中的9個項目,這無疑是各國對我國航天事業的認同。

美國媒體對我國空間站“批評、攻擊”最猛烈的還要算核心艙配備的機械臂。詹姆斯·迪金森是美國太空司令部司令,他多次向外界媒體喊話中國衛星、空間站配備的機械臂可在靠近他國衛星時將其抓取、捕獲。詹姆斯·迪金森還添油加醋地說,除瞭機械臂外還配備瞭不同功率級別的陸基激光系統,超遠距離將他國衛星擊毀或失明。

實際情況是,美國一邊向全世界喧嚷中國危險論,而自個以太空軍為依托,投入重金、科研人員不斷測試太空武器。

強大的機械臂

那麼這個引發美國“擔憂、不滿”的機械臂到底什麼樣子,又有什麼特殊技能?

位於天和核心艙的機械臂,可大致分為5個部分,分別是7 個關節、2個臂桿、2 個末端執行器、一個1 套視覺相機系統和1 個中央控制器組成。機械臂開展工作後最長能達到18米,直徑約4米,最高載重25噸,外形簡潔粗壯卻不失靈活。

該機械臂由中國電科21所負責研發,據科研人員介紹,我國自2007年起便啟動瞭機械臂研發工作,相比航天巨頭美國、俄羅斯起步較晚,然而所取得的成績卻絲毫不遜色他們。10餘年時間裡先後推出瞭11種上百個機械臂品種,以滿足各種復雜場合、環境,而這次的核心艙機械臂可謂集大成者,將多項高、精、尖技術及科研人員累積的設計經驗全部灌註其中,最終研發成功。

之所以說核心艙機械臂凝結瞭我國科研人員的智慧與經驗,並非誇誇其談。以自由度為例,它是我國第一個具有七個自由度的機械臂,其運動靈活度、反應速度堪比人類手臂,其中關節選擇瞭最優的“肩 3 + 肘 1 + 腕 3”設計方案。

整個機械臂在太空可輕松實現對衛星及其他航天器材抓取、捕捉,也包括對設備的精準安裝、搬運、並軌和分離。憑借25噸的承載力足以應付世界絕大多數的航天設備,包括今後與我國合作國傢的未知器材。

事實上,美國早就在航天機械臂領域積累多年,目前最出名的是“加拿大臂2”。這個機械臂也同樣擁有7個自由度,也具有抓取、搬運、維修等功能,配合航天員出艙後完成燈光、定位、牽引等具體工作。但“加拿大臂2”抓取負荷僅有11噸,不足我國的一半。而且美國“加拿大臂2”隻能在固定區段范圍內活動,通過伸展、回收調節遠近、距離,而我國機械臂可爬行移動。

可移動爬行的機械臂應用在太空領域絕對是一大亮點、創新。機械臂有點類似木工常用到的榫卯結構,通過位於末端的執行器與目標適配器間既能對接、也能分離。在艙體、艙外像蠕動的蟲子般向前移動,當每到一個位置就能感知附近最便於操作的適配器再自行對接,因為有瞭支撐點可實施更大的作用力。像應對復雜的空間站艙表狀態檢查、轉移貨運飛船載荷、捕捉懸停飛行器及輔助航天員外出、維修,速度更快、準確率更高。

機械臂研發中難度最難啃的一塊骨頭應該算機械臂操作臺,由我國510所承擔研制任務。機械臂操作臺類似於機械臂的大腦,負責分析將要解決的任務,及設計解決方法、路徑,並操控機械臂具體實施。與此同時,機械臂還向航天員、地面控制中心發送實時信息,也就是說機械臂工作到底進展到何種程度均會被知曉,特殊情況下航天員甚至可直接發送操作指令。

我國機械臂大有作為

美國對我國機械臂多次發文“污蔑”,尤其是被其多次提及的中國實踐-17衛星。問題是實踐-17衛星是一款承擔通信、廣播任務的衛星,壓根不是什麼攻擊型衛星。之所以配備機械臂,全是我國本著為太空清理垃圾的決心,相反美國卻是世界上制造太空垃圾最多的國傢。

資料顯示,截止目前至少有1.7億顆碎片、垃圾漂浮在地球周圍太空,地球軌道處超過3000多顆衛星因各種原因報廢瞭,產生的碎片恰處於個軌道附近,急需清理。我國已經發生瞭多顆帶有機械臂的衛星,利用機械臂收集漂浮的瑣屑碎片,或者迫使其掉瞭大氣層中“引火自焚”。

另外世界上真正第一個搭載機械臂的國傢是俄羅斯的和平”號軌道空間站,雖然它在2001年已經墜毀,而且前文提及美國主導下的國際空間站也配有機械臂,美國都是閉口不談。更重要的是美國現在正研發摧毀他國衛星的新技術,卻又極力掩飾。

我國航天工業取得今天這樣的成就,美國沒少在背後下黑手、使絆子,硬是靠著航天人的努力、拼搏,才殺出一條血路,為他們點贊!

David: