在長征7號(hào)火箭首射的載荷中，遨龍一號(hào)太空垃圾清理飛行器可謂吸引了諸多目光。不過從實(shí)際發(fā)展應(yīng)用角度上來講，遨龍一號(hào)的亮點(diǎn)并不是所謂的“捕獲或摧毀敵方衛(wèi)星”，而是中國首個(gè)太空機(jī)械臂。對于軌道及自旋并不確定且質(zhì)量很大的他國衛(wèi)星，盲目的捕捉只會(huì)兩敗俱傷，更不用說與其用捕捉再改變目標(biāo)衛(wèi)星軌道進(jìn)入大氣層燒毀這套復(fù)雜的“反衛(wèi)星戰(zhàn)術(shù)”，還不如直接撞毀目標(biāo)衛(wèi)星來的方便。遨龍一號(hào)機(jī)械臂的真正意義，還要從太空軌道對接說起。
在電影星際穿越里，庫珀利用登陸艇自旋強(qiáng)行和因爆炸而失控自旋的永恒號(hào)對接的場景可謂全片的高潮，漢斯季默的“No Time for Caution”配樂更把此景刻入每個(gè)觀眾心中。不過很多人可能不知道，庫珀老司機(jī)一般的技巧在現(xiàn)實(shí)中曾真實(shí)發(fā)生過，那便是聯(lián)盟T-13飛船對禮炮7號(hào)空間站的“強(qiáng)行插入”。
1985年2月11日禮炮7號(hào)空間站和地面的通信中斷，蘇聯(lián)于是在同年6月6日發(fā)射聯(lián)盟T-13飛船前往修復(fù)。不過當(dāng)指揮官弗拉迪米爾·扎尼別科夫準(zhǔn)備與禮炮7號(hào)對接時(shí)，他卻驚訝地發(fā)現(xiàn)禮炮7號(hào)的Igla(針頭)自動(dòng)對接系統(tǒng)早已失效，且其正在逐漸降低軌道并不受控地自旋。
不過扎尼別科夫并沒有放棄，在確認(rèn)空間站沒有破損后，他決定強(qiáng)行對接。T-13移動(dòng)到禮炮7號(hào)的前段隔艙前，來源薄荷網(wǎng)、bohe5.com原創(chuàng)，扎尼別科夫一邊用其余兩名宇航員通過手持激光測距儀獲得的數(shù)據(jù)對飛船位置進(jìn)行微操，一邊控制著T-13的自旋以匹配禮炮7號(hào)的旋轉(zhuǎn)。待T-13和禮炮7號(hào)相對靜止后，扎尼別科夫終于將SSVP對接系統(tǒng)的撞針強(qiáng)行插入了空間站。
禮炮7號(hào)的維修可謂在老司機(jī)扎尼別科夫的神級(jí)操縱下化險(xiǎn)為夷，不過也暴露出了Igla系統(tǒng)的諸多問題。蘇聯(lián)隨后升級(jí)了更為精密的Kypc(航向)自動(dòng)對接裝置為后續(xù)聯(lián)盟載人飛船和進(jìn)步貨運(yùn)飛船使用，和Igla相比Kypc有更多的天線發(fā)射無線電波，飛船通過所接收到的細(xì)微電波強(qiáng)度差來計(jì)算相對位置，相對速度，高度，自旋等以完成自動(dòng)對接。
同時(shí)作為Kypc的人工備份，后續(xù)的俄羅斯聯(lián)邦航天局在聯(lián)盟和進(jìn)步上安裝了名為TORU的人工對接系統(tǒng)。然而諷刺的是，正是作為后備的TORU系統(tǒng)，造成了有史以來最嚴(yán)重的空間站事故。
1997年6月24日，剛送貨完畢的進(jìn)步號(hào)M-34飛船與和平號(hào)空間站分離，并在6月25日再次以人工方式進(jìn)行對接，以測試完善TORU系統(tǒng)。然而格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間25日09點(diǎn)18分，尚在宇航員瓦西里·齊布利耶夫操縱下的M-34突然失控與和平號(hào)的“光譜”模組相撞，劇烈的碰撞損壞了“光譜”的太陽能電池板并破壞了M-34和“光譜”模組的外殼，導(dǎo)致和平號(hào)開始迅速減壓。
和平號(hào)EO-24任務(wù)的另兩名宇航員阿納托利·索洛維約夫和邁克爾·福阿萊立刻逃出“光譜”模組，關(guān)閉艙門并切斷了所有與“光譜”模組鏈接的電纜，終于穩(wěn)定了空間站的整體氣壓。此次碰撞造成和平號(hào)空間站損失近一半的電力，“光譜”模組永久性報(bào)廢，以及福阿萊丟失了所有放置在“光譜”內(nèi)的個(gè)人物品和實(shí)驗(yàn)用具。
幸運(yùn)的是，在三名宇航員的快速反應(yīng)和后續(xù)緊急維修下，和平號(hào)得以繼續(xù)在軌運(yùn)行并撐到了9月26日前來救援的亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)(STS-86)。盡管如此，進(jìn)步號(hào)M-34碰撞事故還是成了壓死早已被各類故障纏身的和平號(hào)空間站的最后一根稻草。對和平號(hào)安全性的擔(dān)憂讓NASA，歐洲航天局等紛紛把資金轉(zhuǎn)移到國際空間站上，和平號(hào)最終化成了天空中的無數(shù)顆流星。
顯然傳統(tǒng)的對接模式無法滿足建造復(fù)雜大型太空設(shè)施所需的大量高效且安全的軌道對接，國際空間站的建造及維修需要全新的系統(tǒng)。加拿大航天局設(shè)計(jì)建造的“移動(dòng)維修系統(tǒng)”(MSS)應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)然此套由遠(yuǎn)距離機(jī)械手(SSRMS), 移動(dòng)基座系統(tǒng)(MBS)和專用靈巧機(jī)械手(SPDM)所組成的系統(tǒng)有一個(gè)更為人熟知的名字：加拿大臂-2。
早在1969年是加拿大航天局便受NASA邀請加入了航天飛機(jī)項(xiàng)目，為航天飛機(jī)研制和建造遙控機(jī)械臂，用以部署、移動(dòng)和捕獲運(yùn)載物。加拿大臂長15.2米，直徑38厘米，重450千克，有6個(gè)可活動(dòng)關(guān)節(jié)，初期型號(hào)最大載重332.5千克，后續(xù)升級(jí)型號(hào)最大載重3293千克。航天飛機(jī)除了用此“手臂”部署和回收衛(wèi)星外，還用以捕捉哈勃太空望遠(yuǎn)鏡以便維修，可以說航天飛機(jī)的成功，離不開這5個(gè)編號(hào)分別為201,202,301,302和303的機(jī)械臂。
正在用Kypc自動(dòng)對接的進(jìn)步M-13貨運(yùn)飛船，可以看到飛船前段向兩側(cè)伸出的諸多天線和對應(yīng)的空間站天線
而在加拿大臂基礎(chǔ)上開發(fā)的MSS可謂把太空機(jī)械臂發(fā)揮到了極致。加拿大臂-2(SSRMS)有7個(gè)可活動(dòng)關(guān)節(jié)，總長17.6米，總重1,800 公斤，直徑35厘米，最大負(fù)荷116,000千克，可像蠕蟲一樣點(diǎn)對點(diǎn)地移動(dòng)至空間站不同部位，或利用安裝在空間站綜合衍架結(jié)構(gòu)上的移動(dòng)基座系統(tǒng)(MBS)進(jìn)行快速移動(dòng)。
加拿大臂-2不僅能為空間站安裝各類型組件，還可幫助航天飛機(jī)，龍飛船，引用于薄荷女人網(wǎng)、網(wǎng)址WWW.BOHE5.COM，天鵝座飛船，HTV和ATV飛船安全對接國際空間站。有趣的是雖然加拿大臂-2在宇宙中四兩撥千斤無所不能，其電動(dòng)馬達(dá)在地球上卻連加拿大臂-2自身的重量都無法支撐。
和使用矢量噴口微調(diào)飛船的直接對接方式相比，機(jī)械臂對接讓飛船和空間站在安全距離上先由機(jī)械臂建立物理連接，進(jìn)而在更為可控的情況下完成對接。同時(shí)機(jī)械臂的捕捉能力也大幅度簡化了飛船運(yùn)送的部件卸貨工作，加拿大臂和加拿大臂-2的部件交接更被媒體冠以“加拿大握手”的稱號(hào)。
正如航天飛機(jī)的成功離不開加拿大臂一樣，國際空間站的建造與維修同樣離不開加拿大臂-2。兩套太空機(jī)械臂不僅為加拿大航天局在國際空間站的建造和使用上贏得了一席之地，更是所有加拿大人的驕傲。
中國現(xiàn)階段的空間站天宮一號(hào)尚為單艙空間站，飛船直接對接即可，更無繼續(xù)建造需求，因此并不需要太空機(jī)械臂。然而對于更大更復(fù)雜的天宮二號(hào)，乃至未來的天宮三號(hào)，四號(hào)，太空機(jī)械臂的重要性自然不言而喻。遨龍一號(hào)作為一款太空垃圾清理飛行器，其攜帶的用以捕捉太空垃圾的小型機(jī)械臂自然無法同加拿大臂相提并論，但“中國臂”的誕生說明中國具有自行研制并建造太空機(jī)械臂的能力，為后續(xù)更大更復(fù)雜空間站的建造鋪平了道路。
希望有一天，中國的天宮空間站能在“中國臂”的協(xié)力下，建成一座翱翔于天際的太空城。(來源|薄荷網(wǎng))
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