中国空间站机械臂到底有多牛？捕获外来飞行器，动作太帅了

网上曾经流传一个搞笑动图，航天员出舱活动结果忘带钥匙。

现实中当然不会这样，因为出舱活动肯定是多人协作，比如我们中国的航天员曾经这样短暂出舱，中国人迈出了太空第一步。

这样的短暂出舱大家总觉得不过瘾，一是时间短，二是距离短，三是形式简单。如果我们换个出舱方式，瞬间高大上起来，比如下面这样：

这是什么神器？它就是中国空间站天和核心舱携带的空间大型机械臂。天和核心舱作为空间站组合体的“中枢系统”，拥有众多强大的功能，而能力堪比“变形金刚”的空间站机械臂，更让核心舱如虎添翼。具体展开前，除了辅助航天员出舱活动，我们先了解一下这个机械臂还能干什么？

舱表爬行转移

这个核心舱机械臂的设计灵感来自于蠕虫爬行，绝对是脑洞大开，用类似于木工常用的榫卯结构，就可以和空间站外侧预留的对接点（专业术语叫适配器）实现对接和分离，实现了舱体外爬行功能，这样就能在空间站各舱体外表面活动范围大大增加，别人没有，我们独此一份。因为目前在轨运行的国际空间站虽然有多个机械臂，但都是固定的。

空间站外预留机械臂对接点

监视来访飞行器

俗话说朋友来了除了有好酒，还要远接近迎，利用机械臂上高高仰起的头（专业术语末端执行器）远远地看着朋友到哪了，是不是够尊重。

捕获来访飞行器

朋友来了，握个手，嘘寒问暖：你咋才来呢！想死你了。

捕获悬停飞行器

当然了，这必须是一双能握在一起的手，不是自己人也没法握在一起。

舱外状态监视

工作之余，伸伸懒腰，看看舱外的远处的太空风景，也不错嘛。

空间站舱表状态检查

有时也给自己做个外科检查，确保身体棒棒哒，才能以更健康的体魄在岗高效工作。

转位实验舱开展空间站建造任务

等后面梦天和问天实验舱来了，帮着迎进家门，安顿好自己人，全靠这副灵巧有力的臂膀了。

转移货运飞船载荷

精细活要干，重活累活也能扛得住，从家里带来的大包小包，我主动上手，帮着忙里忙外。

辅助航天员转移核心舱太阳翼

后面换电池，咱也不能只看热闹，咱会配合航天员把这活干得漂漂亮亮的。

核心舱机械臂与实验舱机械臂级联组合

这透露了一个重要消息，后面的实验舱也会带他们的“胳膊”来，到时咱们强强联合，把“手”伸得更长！哈哈。

平时不忙时，我在哪儿发会呆呢？就在天和核心舱的小柱段外面，我静静地休息，谁也不打扰，做一只安静的“胳膊”。

近日有天文摄影师拍摄到了正在近地轨道运行的天和核心舱，照片中可以看到空间站主机械臂，它原本安装在核心舱小柱段对地球一面，而在照片中它已经转移到了大柱段外表面，这是为什么呢？很简单呀，这说明机械臂已经“呆腻了”，还是活动一下身体吧。当然这是玩笑话，经查证，这是根据在轨关键技术验证安排，空间站机械臂在轨进行解锁展开及“爬行”测试任务。在飞控人员的密切监视和操控下，机械臂精准地实现了所有控制模式和预定动作，自基座位置缓缓展开，依次在天和核心舱上各目标适配器之间完成“爬行”切换，最后运动至常态构型存储。结果证明机械臂运动平稳、到位精准，爬行及状态切换正常，第一阶段在轨测试工作取得了圆满成功，就等着后面全力以赴，配合航天员认认真真地干活了。

有了这样大型机械臂，我们可以大范围转移航天员，航天员在出舱活动就可以很方便到达作业点；如果来往飞行器靠近，用机械臂就能悬停捕获，帮助它们对接到空间站上来，进行维修、维护、补给等操作。而且，空间站上有许多区域，需要定期通过机械臂来进行状态检测和巡检。比如天舟二号货运飞船发射之前，用机械臂就可以提前对空间站对接口进行监测和评估，给地面提供精准参考。

为这个灵巧而又硕大的胳膊注入“灵魂”的是航天五院一群风华正茂的八零后设计师们。为了铸就中国自己的“擎天巨臂”，自2012年正式立项来，他们十年风雨兼程，凭着不服输的劲头和必胜的自信与决心，从一份份文件、一张张图纸干起，到零件加工、部件组装、单机装配直至整臂装调，从原理样机、工程样机，到初样、正样，再到出厂、发射、在轨开展工作，研制之路困难重重，每一步都凝聚着心血......功夫不负有心人，最终空间站大型机械臂项目入选“中国智能制造十大科技进展”，“全部核心部件实现国产化，负载自重比、操控精度等指标达到世界领先水平”，是中国空间站组装建造、运营管理、维护服务和空间应用的核心装备，是辅助航天员工作的“最佳助理”。

风华正茂的研发团队

中电科21所为机械臂配套了七关节运动驱动组件和其它核心部件，而这项工作从2009年就先期开始了，历时10年，经历了模样、初样、初样鉴定件、正样四个阶段，完成了正样11个品种共上百台产品的交付，研制过程贯穿了整个载人航天三期任务，这套核心部件因此在2020年获得了国防科学技术进步二等奖。

天和核心舱主机械臂进行地面试验

这个牛气的中国空间站机械臂，是我国空间站工程的关键设备之一，全长10米，还能扩展到15米，寿命15年、负载能力25吨、末端定位精度45毫米。它是我国第一条大型、预备长期在轨运行的机械臂，由7个关节（具有七个自由度）、2根臂杆、2套延长件、2套末端执行器及相机、1套中央控制器及肘部相机组成，按照3+1+3构型形成整臂，功能作用类似于人体骨骼、肌肉与神经系统，通过指令可操作机械臂运动与精确定位，是实现机械臂运动、精确定位的执行机构。它集合了机械工程、力学、材料科学、控制科学、电子科学、信息、视觉、计算机科学等多学科交叉的战略性高技术，涉及“机-电-热-控-光”等多个领域，具备完全自主知识产权，打破了国际垄断。

机械臂组件

有一部美剧《太空部队》，剧中能力无与伦比的中国航天被假想成美国的敌人，用咱们的空间站机械臂就能俘获美国的卫星，剪掉它的太阳能电池板，美军为此怕死了。看完美剧的美国太空司令部司令，估计是得了“被迫害妄想症”，后来宣称中国有一款配备了机械臂的卫星，可以“抓走”美国卫星。

美剧《太空部队》画面

不管美国怕不怕，美国人想象中的机械臂我们是造出来一个，至于能不能达到他们的“期待”，我想我们拭目以待吧。