神舟十三號|機械臂級聯裝置安裝完成 「擎天巨臂」有多厲害?

撰文:蘇子牧
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11月8日1時16分,中國神舟十三號航天員乘組第一次出艙活動取得成功。此次出艙活動中,航天員完成機械臂級聯裝置安裝工作,為後續實現「擎天巨臂」組合打下基礎。

據中國新聞網11月8日報道,機械臂級聯裝置由雙臂組合轉接件和懸掛裝置組成,是太空站機械臂實現組合動作的關鍵裝備。其中,雙臂組合轉接件更是被太空站型號研製人員形象地比喻為「宇宙級機械臂轉接頭」。

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太空站機械臂由中國航天科技集團五院研製,融合了機、電、熱、控制、光學等多個專業,這也更加凸顯了雙臂組合轉接件的研製難度。隨着中國太空站建設順利推進,雙臂組合轉接件將幫助兩個形態截然不同的機械臂完成轉接,保證組合機械臂具備承載更大載荷進行大範圍轉移的能力。

據中國航天科技集團五院空間站機械臂飛控負責人高升介紹,太空站機械臂由核心艙機械臂(大臂)和「問天」實驗艙機械臂(小臂)組成。按照太空站關鍵技術驗證及建造階段的任務規劃,實驗艙機械臂將隨「問天」實驗艙一起發射入軌,並將在太空中與核心艙機械臂完成「大小臂在軌組合」的操作,而實現組合的關鍵裝置就是雙臂組合轉接件。由於長度為10米的核心艙機械臂和長度為5米的實驗艙機械臂「體型」差異較大,因此端口設計也有較大差別。

為此,中國航天科技集團五院的研製團隊將「宇宙級機械臂轉接頭」從創意變成了「四兩撥千斤」的科技神器。它不僅有助於完成兩個機械臂的接口互連,更實現了兩者間電氣和訊息互通,在惡劣的太空環境中安全打通兩個機械臂之間的關聯。

據中國航天科技集團五院空間站機械臂懸掛裝置主管設計師高翔宇介紹,雙臂組合轉接件好比「刀劍」,懸掛裝置則好比「刀鞘」。未來,當兩個太空站機械臂開展對接工作時,核心艙機械臂(大臂)將主動探向雙臂組合轉接件,通過末端視覺相機識別靶標,將其從懸掛裝置上精準取出,進而完成與「問天」實驗艙機械臂的組合,形成更長、更穩定的靈巧型空間機器人。

航天員出艙畫面(請點擊瀏覽大圖):

高翔宇說:「屆時,空間站機械臂可達範圍直接拓展為14.5米,活動範圍可直接覆蓋空間站三個艙段,隨時實現對空間站艙體表面的巡檢。」 同時,機械臂在組合對接狀態下完成在軌任務後,又要重新分為大小機械臂兩個部分,此時雙臂組合轉接件自然是收「刀」入「鞘」,由核心艙機械臂主動將雙臂組合轉接件重新放回懸掛裝置中。

中國航天科技集團五院空間站機械臂雙臂組合轉接件主管設計師朱超說:「未來,在空間站完成三艙組合後,航天員出艙任務大部分將由組合臂的形式完成。」