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圆满成功！我国首次使用两个机械臂支持航天员出舱任务，“天桥”搭建成功

百家作者：大数据文摘 2022-11-22 18:48:30

大数据文摘授权转载自机器人大讲堂

11月17日，神舟十四号乘组实施第三次出舱活动，主要安排有舱间连接装置的安装、舱外全景摄像机的抬升以及舱外工具的调整，并且需要在小机械臂上再安装一个助力把手。这是我国首次使用两个机械臂支持出舱活动任务，此次舱外操作复杂度精细度更高！

▍双臂太空“握手”，支持航天员舱外行走

经过约5.5小时的出舱活动，航天员陈冬和蔡旭哲已安全返回空间站问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。由哈尔滨工业大学校机电学院刘宏院士、谢宗武教授团队和中科院长光所联合研制的小机械臂完成首次双臂组合支持航天员出舱任务。

神舟十四号航天员乘组的第三次出舱活动是空间站“T”字形三舱构型建成后的首次出舱。此次任务中，小机械臂通过机械臂转接件与大机械臂组合起来，实现双臂间电气和信息的互联互通。“双臂合一”后，整个机械臂系统活动范围更大、操作自由度更多，实现了航天员更大范围的快速转移，进一步提高航天员的舱外工作效率。

我国首次使用两个机械臂支持出舱活动

此次出舱首次检验了航天员与组合机械臂协同工作的能力，进一步验证了问天实验舱气闸舱和出舱活动相关支持设备的功能性能。同时，双臂在轨“握手”为后续双臂组合完成高难度、多样化任务提供有力支撑，满足了跨舱段、全空间站大范围不同位置精细作业的需求，有力保障我国空间站在轨建造任务顺利完成。

双臂组合过程

未来，借由组合臂功能，小机械臂可由问天舱转移至梦天舱上，实现小机械臂的跨舱段转移，为后续梦天舱上小机械臂单臂操作任务奠定基础。双机械臂系统可直接从天舟货运飞船的开放式货舱直接抓取货物，搬运至实验舱的舱外暴露载荷挂点进行安装，进而实现“跨舱搬货”。天宫空间站完成在轨组装任务后，天和核心舱太阳翼为解决光照遮挡问题，将在轨转移至实验舱桁架处安装，届时也可能会用上双臂级联组合功能。

▍航天员在太空搭建“天桥”

神舟十四号航天员乘组圆满完成第三次出舱任务，航天科技集团五院全力支撑了此次出舱活动的顺利进行。此次航天员出舱活动的范围已经由单舱扩展到三舱。为了方便航天员跨舱段爬行，此次任务要在问天实验舱与天和核心舱之间、梦天实验舱与天和核心舱上分别安装一个舱间连接装置，该装置被形象地称为“天桥”。

问天实验舱间连接装置长度约为3.2米，重达16公斤；梦天实验舱间连接装置长度约为2.6米，重达15公斤。航天员将其一端与实验舱连接装置的基座连接，另一端与天和核心舱的环形扶手连接，安装完成后，航天员可实现从实验舱到天和核心舱的爬行，而不再需要由机械臂临时搭桥。此外，航天员还解锁了问天实验舱上的全景相机，并将相机向上抬升约210毫米，使其能够俯视整个三舱的舱外环境，视野更开阔。

在出舱过程中，测控与通信分系统在天地间搭建起畅通的通信链路，传输高清图像和进行天地通话等；数管分系统发挥“智能大脑”作用，处置一系列复杂指令，全程零差错；仪表与照明分系统为舱内外提供环境照明和舱内状态显示……三个舱段的分系统紧密配合，实现了空间站“T”字基本构型组装完成后的三舱协同。

▍“十年铸一臂”护航空间站

机械臂作为空间站总体系统中必不可少的一部分，在设计之初就已初步确定了其功能，如爬行、舱段转位、载荷操作、巡检、支持航天员出舱和货物转运等。

“我们从2006年就开始研究机械臂，整个过程特别辛苦，可参考资料极少，只能摸着石头过河。” 航天科技集团五院总体设计部机械臂产品副总师高升说，十余年来，机械臂研制团队一步步圆满完成了从原理样机、工程样机，从初样到正样，再到出厂、发射、在轨开展的各项任务。“别人都说‘十年磨一剑’，我们是‘十年铸一臂’。”

如今，空间站机械臂已从图纸变成了现实，全力支持航天员舱外作业、保障空间站安全。2021年，大机械臂随天和核心舱升空，承载力可达25吨，被称为中国空间站的“大力士”；2022年，小机械臂随问天实验舱升空，其操作精度更高。二者各具特色，相辅相成。本次出舱任务中，大、小机械臂协同级联形成组合臂并发挥了关键作用，机械臂在空间站组合体的可达范围大幅增加。

▍结语

回顾我国航天事业的发展历程，从“巴黎统筹委员会”到《瓦森纳协定》，从《考克斯报告》到“沃尔夫条款”……一些国家处心积虑对我国实行严密封锁禁运，企图把中国排除在世界空间站俱乐部之外，妄图扼杀中国人探索太空的梦想。

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”。事实雄辩地证明，面对国外的长期技术封锁，中国航天事业坚持独立发展、自主创新，一代代航天人自力更生、接续奋斗，攻克一个又一个难关，征服一个又一个高峰，走出了一条中国特色的航天强国之路。中国航天事业的伟大实践铸就了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神，画出了中国精神的亮丽轨迹。

建造中国空间站，建成国家太空实验室是实现载人航天工程“三步走”战略的重要目标，是建设航天强国、科技强国的重要标志。中国航天人正是以仰望星空的热情，又以脚踏实地的工作，将中国航天事业的每一个梦想一点一点的变为现实。在全面建设社会主义现代化国家新征程上，在中国空间站即将建成之际，我们相信中国航天将会带来更多的惊喜。