天宮機械臂能在艙外「爬行」 它比國際太空站的更強？

刊登日期 : 2021-06-21

天宮機械臂設7個關節 模仿人類 

　　不少人對天宮機械臂的認知，就是安裝在天和號核心艙上的一組像手臂的設備，惟這還不算是完整答案，因為除了天和號核心艙的一組外，在稍後升空、將與天和核心艙對接的問天實驗艙，也會有一組機械臂。

　　先說一下核心艙上的「主臂」。根據各方資料，這組機械臂長10.2米，能承載25噸重量（超過天和號核心艙、問天實驗艙的重量）。它採用「七個自由度」構造，這可以理解為有7個用作仰俯、迴轉等姿態控制的「關節」，其中「肩部關節」3個、肘部1個、腕部3個。

　　這機械臂可以最大程度地模仿人類手臂活動，且精度極高，操作高度智能化，可以用作艙外狀態監視、搬運貨運飛船的大型貨物，甚至捕獲懸停的飛船或艙段、把已對接的艙段整「搬」到另一個停泊口等。

　　機械臂亦會協助太空人進行出艙活動。這次神舟十二號任務中，太空人就會「站穩」在機械臂輔助上，出艙工作長達6小時。

 兩臂合體　天宮機械臂增長至15米

 　　另外，天宮上的機械臂還有一個大眾覺得很「神奇」的功能，就能在太空站上「爬行」。

　　簡單來說，太空站的機械臂伸長之後，前端的「手」會緊握一個固定裝置。之後機械臂末端就會與「肩部」分開，並變成另一隻「手」，前移和緊握第二個固定裝置。就此，機械臂兩端互相交替、互為固定裝置，一步一步地在艙外轉移位置，甚至不同艙段，這類移動方式就有如毛蟲的爬行。

　　也因為機械臂能「爬行」，它的活動範圍可以更大，「伸手可及」的地方更多。

　　如果機械臂還不夠長呢？剛才曾提及日後發射的問天實驗艙也有一臂機械臂，這組機械臂這時或能「伸出援手」。

　　問天的機械臂也是「七個自由度」構造，但相對較短，只有5米左右。它既可以獨立操作，更可以完全脫離本身的固定裝置，與天和核心艙上的「主臂」相連接，雙臂合體組長達15米的「長臂」。

　　在天宮太空站開始建設之際，中國空間技術研究院發布了一段名為《太空炫舞中國臂》的短片，裏面用動畫方面展示天宮機械臂如何「爬動」，還有它雙臂合體和把托舉太空人出艙活動的畫面，看得網民們直呼「太牛了」、「太科幻了」。

　　那機械臂能爬動是中國的「獨門武功」、「中國臂」已全面超越國際太空站的機械臂嗎？

期待天宮機械臂與太空人一同亮相

 　　和中國天宮大空站一樣，國際太空站有不止一組機械臂，而大家相對熟悉的，是美國使用的「加拿大臂2」（以往的「加拿大臂」是安裝在穿梭機上，已經退役）。這組由加拿大太空總置設計的機械臂，在太空站的裝配和保養上扮演着關鍵的角色。

 　　其實運作多年的「加拿大臂2」也一樣會「爬行」，而且它的長度達到17.6米，載重達到116噸，這些數據都比天宮機械臂更強，所以把目前的「中國臂」說成世界第一，不夠實事求是。

　　當然，天宮機械臂在一些方面有後發優勢，特別是「爬行」轉移位置後的抓握能力，據報比「加拿大臂2」要強。

　　另外，天宮的15米長機械臂，已比國際太空站上歐洲機械臂的11.3米，以及日本的9.9米勝一籌，說它能躋身世界第二，或許較為貼近事實。

　　目前聶海勝、劉伯明和湯洪波3位太空，已乘神舟十二號飛船進駐天宫太空站的天和核心艙，大家都期望着他們和天宮機械臂同框亮相。 

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