用不了多久，中國的空間站就能安上自己的機械手臂了
【軍武次位面】作者：Saturn V
在長征7號火箭首射的載荷中，遨龍一號太空垃圾清理飛行器可謂吸引了諸多目光。不過從實際發展應用角度上來講，遨龍一號的亮點並不是所謂的「捕獲或摧毀敵方衛星」，而是中國首個太空機械臂。對於軌道及自旋並不確定且質量很大的他國衛星，盲目的捕捉只會兩敗俱傷，更不用說與其用捕捉再改變目標衛星軌道進入大氣層燒毀這套複雜的「反衛星戰術」，還不如直接撞毀目標衛星來的方便。遨龍一號機械臂的真正意義，還要從太空軌道對接說起。
遨龍一號太空垃圾清理飛行器
在電影星際穿越里，庫珀利用登陸艇自旋強行和因爆炸而失控自旋的永恆號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觀眾心中。不過很多人可能不知道，庫珀老司機一般的技巧在現實中曾真實發生過，那便是聯盟T-13飛船對禮炮7號空間站的「強行插入」。
禮炮7號空間站
1985年2月11日禮炮7號空間站和地面的通信中斷，蘇聯於是在同年6月6日發射聯盟T-13飛船前往修復。不過當指揮官弗拉迪米爾·扎尼別科夫準備與禮炮7號對接時，他卻驚訝地發現禮炮7號的Igla（針頭）自動對接系統早已失效，且其正在逐漸降低軌道並不受控地自旋。
老司機扎尼別科夫
不過扎尼別科夫並沒有放棄，在確認空間站沒有破損後，他決定強行對接。T-13移動到禮炮7號的前段隔艙前，扎尼別科夫一邊用其餘兩名宇航員通過手持激光測距儀獲得的數據對飛船位置進行微操，一邊控制著T-13的自旋以匹配禮炮7號的旋轉。待T-13和禮炮7號相對靜止後，扎尼別科夫終於將SSVP對接系統的撞針強行插入了空間站。
聯盟T-13強行對接圖解
禮炮7號的維修可謂在老司機扎尼別科夫的神級操縱下化險為夷，不過也暴露出了Igla系統的諸多問題。蘇聯隨後升級了更為精密的Kypc（航向）自動對接裝置為後續聯盟載人飛船和進步貨運飛船使用，和Igla相比Kypc有更多的天線發射無線電波，飛船通過所接收到的細微電波強度差來計算相對位置，相對速度，高度，自旋等以完成自動對接。
正在用Kypc自動對接的進步M-13貨運飛船，可以看到飛船前段向兩側伸出的諸多天線和對應的空間站天線
同時作為Kypc的人工備份，後續的俄羅斯聯邦航天局在聯盟和進步上安裝了名為TORU的人工對接系統。然而諷刺的是，正是作為後備的TORU系統，造成了有史以來最嚴重的空間站事故。
TORU手動對接系統，可以看到宇航員左右的兩個負責控制飛船的操縱桿
1997年6月24日，剛送貨完畢的進步號M-34飛船與和平號空間站分離，並在6月25日再次以人工方式進行對接，以測試完善TORU系統。然而格林尼治標準時間25日09點18分，尚在宇航員瓦西里·齊布利耶夫操縱下的M-34突然失控與和平號的「光譜」模組相撞，劇烈的碰撞損壞了「光譜」的太陽能電池板並破壞了M-34和「光譜」模組的外殼，導致和平號開始迅速減壓。
相撞後的「光譜」模組
受損的太陽能電池板
和平號EO-24任務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，關閉艙門並切斷了所有與「光譜」模組鏈接的電纜，終於穩定了空間站的整體氣壓。此次碰撞造成和平號空間站損失近一半的電力，「光譜」模組永久性報廢，以及福阿萊丟失了所有放置在「光譜」內的個人物品和實驗用具。
和平號空間站一覽，M-34相撞事故後「光譜」（Spektr）模組內部設施徹底報廢，僅能使用維修後的太陽能電池板
幸運的是，在三名宇航員的快速反應和後續緊急維修下，和平號得以繼續在軌運行並撐到了9月26日前來救援的亞特蘭蒂斯號太空梭（STS-86）。儘管如此，進步號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空間站的最後一根稻草。對和平號安全性的擔憂讓NASA，歐洲航天局等紛紛把資金轉移到國際空間站上，和平號最終化成了天空中的無數顆流星。
前來救援的亞特蘭蒂斯號太空梭
顯然傳統的對接模式無法滿足建造複雜大型太空設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。加拿大航天局設計建造的「移動維修系統」（MSS）應運而生，當然此套由遠距離機械手（SSRMS）, 移動基座系統（MBS）和專用靈巧機械手（SPDM）所組成的系統有一個更為人熟知的名字：加拿大臂-2
在移動基座系統（MBS）上的遠距離機械手(SSRMS)，俗稱的加拿大臂-2其實只是SSRMS的昵稱
用以輔助宇航員出艙作業及日常維修補給作業的專用靈巧機械手（SPDM）
早在1969年是加拿大航天局便受NASA邀請加入了太空梭項目，為太空梭研製和建造遙控機械臂，用以部署、移動和捕獲運載物。加拿大臂長15.2米，直徑38厘米，重450千克，有6個可活動關節，初期型號最大載重332.5千克，後續升級型號最大載重3293千克。太空梭除了用此「手臂」部署和回收衛星外，還用以捕捉哈勃太空望遠鏡以便維修，可以說太空梭的成功，離不開這5個編號分別為201,202,301,302和303的機械臂。
哈勃太空望遠鏡和奮進號太空梭的「得力臂膀」
而在加拿大臂基礎上開發的MSS可謂把太空機械臂發揮到了極致。加拿大臂-2（SSRMS）有7個可活動關節，總長17.6米，總重1,800 公斤，直徑35厘米，最大負荷116,000千克，可像蠕蟲一樣點對點地移動至空間站不同部位，或利用安裝在空間站綜合衍架結構上的移動基座系統（MBS）進行快速移動。
加拿大臂-2
加拿大臂-2不僅能為空間站安裝各類型組件，還可幫助太空梭，龍飛船，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，其電動馬達在地球上卻連加拿大臂-2自身的重量都無法支撐。
宇航員和加拿大臂-2
HTV飛船和加拿大臂-2
龍飛船和加拿大臂-2
和使用矢量噴口微調飛船的直接對接方式相比，機械臂對接讓飛船和空間站在安全距離上先由機械臂建立物理連接，進而在更為可控的情況下完成對接。同時機械臂的捕捉能力也大幅度簡化了飛船運送的部件卸貨工作，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。
「加拿大握手」
正如太空梭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。
加拿大所有太空機械臂裝置合影
加拿大5元紙幣背面印著國際空間站的移動維修系統
中國現階段的空間站天宮一號尚為單艙空間站，飛船直接對接即可，更無繼續建造需求，因此並不需要太空機械臂。然而對於更大更複雜的天宮二號，乃至未來的天宮三號，四號，太空機械臂的重要性自然不言而喻。遨龍一號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械臂自然無法同加拿大臂相提並論，但「中國臂」的誕生說明中國具有自行研製並建造太空機械臂的能力，為後續更大更複雜空間站的建造鋪平了道路。
「中國臂」模型
「中國臂」想像圖
希望有一天，中國的天宮空間站能在「中國臂」的協力下，建成一座翱翔於天際的太空城。
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