成功出艙，機械臂助航天員“一臂之力”

這是11月7日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十三號航天員翟志剛、王亞平同時在艙外操作的場景。新華社發(fā)

昨天(8日)凌晨，完成各項艙外任務后，航天員翟志剛和王亞平安全返回天和核心艙，神舟十三號航天員乘組第一次出艙活動取得圓滿成功。此次出艙活動中，由中國航天科技集團五院抓總研制的空間站核心艙機械臂再次發(fā)揮重要作用。

空間站機械臂是我國航天事業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域之一，融合了機、電、熱、控制、光學等多項技術(shù)。五院空間站機械臂飛控負責人高升介紹，空間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。其中，大臂已于4月底隨核心艙一起在太空就位，并在神舟十二號飛行乘組航天員出艙活動中發(fā)揮了重要作用。

按計劃，小臂將隨“問天”實驗艙一起發(fā)射入軌，并在太空中與核心艙機械臂完成“大小臂在軌組合”。此次出艙活動的“主角”設(shè)備——機械臂級聯(lián)裝置由雙臂組合轉(zhuǎn)接件和懸掛裝置組成，正是未來空間站機械臂實現(xiàn)組合動作的關(guān)鍵裝備。

由于長度為10米的大臂和長度為5米的小臂“體型”差異較大，因此設(shè)備的端口設(shè)計也有較大差別。如何幫助兩個機械臂完成對接？五院研制團隊一次次開展方案論證，一輪輪進行設(shè)計優(yōu)化，不僅完成兩個機械臂的接口互連，還實現(xiàn)了兩者間電氣和信息的互通，在惡劣的太空環(huán)境中安全打通兩個機械臂之間的“任督二脈”。

五院科研人員揭秘，安裝在核心艙艙壁上的懸掛裝置帶有巧妙的抱爪結(jié)構(gòu)，用于捕獲和存放雙臂組合轉(zhuǎn)接件，并為它提供供電保證。完成懸掛裝置安裝后，航天員輕推雙臂組合轉(zhuǎn)接件進入卡口位置，懸掛裝置在指令的遙控下，通過抱爪結(jié)構(gòu)準確地將轉(zhuǎn)接件抓住，最終將其“擁入懷中”。

五院空間站機械臂懸掛裝置主管設(shè)計師高翔宇說，雙臂組合轉(zhuǎn)接件好比“刀”，懸掛裝置則好比“刀鞘”。未來，當兩個空間站機械臂開展對接工作時，大臂將主動探向雙臂組合轉(zhuǎn)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，進而完成與小臂的組合，形成更長、更穩(wěn)定的靈巧型空間機器人。屆時，空間站機械臂可達范圍直接拓展為14.5米，活動范圍可直接覆蓋空間站三個艙段，隨時實現(xiàn)對空間站艙體表面的巡檢。

完成在軌任務后，機械臂組合又可以重新分解為大小機械臂兩個部分，由核心艙機械臂主動將雙臂組合轉(zhuǎn)接件重新放回懸掛裝置中，完成收“刀”入“鞘”。

五院空間站機械臂雙臂組合轉(zhuǎn)接件主管設(shè)計師朱超說，未來空間站完成三艙組合后，航天員出艙任務大部分將由組合臂的形式完成，他們將通過雙臂組合轉(zhuǎn)接件實現(xiàn)兩個機械臂的組裝，進而完成高難度、更加多樣化的任務。本報記者 張航 通訊員 張宇 時小丹