成功出舱 空间站机械臂如何助航天员“一臂之力”

昨天凌晨，完成各项舱外任务后，航天员翟志刚和王亚平安全返回天和核心舱，神舟十三号航天员乘组第一次出舱活动取得圆满成功。此次出舱活动中，由中国航天科技集团五院抓总研制的空间站核心舱机械臂再次发挥重要作用。

这是11月7日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十三号航天员翟志刚、王亚平同时在舱外操作的场景。

空间站机械臂是我国航天事业发展的新领域之一，融合了机、电、热、控制、光学等多项技术。五院空间站机械臂飞控负责人高升介绍，空间站机械臂由核心舱机械臂(大臂)和“问天”实验舱机械臂(小臂)组成。其中，大臂已于4月底随核心舱一起在太空就位，并在神舟十二号飞行乘组航天员出舱活动中发挥了重要作用。

按计划，小臂将随“问天”实验舱一起发射入轨，并在太空中与核心舱机械臂完成“大小臂在轨组合”。此次出舱活动的“主角”设备——机械臂级联装置由双臂组合转接件和悬挂装置组成，正是未来空间站机械臂实现组合动作的关键装备。

由于长度为10米的大臂和长度为5米的小臂“体型”差异较大，因此设备的端口设计也有较大差别。如何帮助两个机械臂完成对接?五院研制团队一次次开展方案论证，一轮轮进行设计优化，不仅完成两个机械臂的接口互连，还实现了两者间电气和信息的互通，在恶劣的太空环境中安全打通两个机械臂之间的“任督二脉”。

五院科研人员揭秘，安装在核心舱舱壁上的悬挂装置带有巧妙的抱爪结构，用于捕获和存放双臂组合转接件，并为它提供供电保证。完成悬挂装置安装后，航天员轻推双臂组合转接件进入卡口位置，悬挂装置在指令的遥控下，通过抱爪结构准确地将转接件抓住，最终将其“拥入怀中”。

五院空间站机械臂悬挂装置主管设计师高翔宇说，双臂组合转接件好比“刀”，悬挂装置则好比“刀鞘”。未来，当两个空间站机械臂开展对接工作时，大臂将主动探向双臂组合转接件，通过末端视觉相机识别靶标，将其从悬挂装置上精准取出，进而完成与小臂的组合，形成更长、更稳定的灵巧型空间机器人。届时，空间站机械臂可达范围直接拓展为14.5米，活动范围可直接覆盖空间站三个舱段，随时实现对空间站舱体表面的巡检。

完成在轨任务后，机械臂组合又可以重新分解为大小机械臂两个部分，由核心舱机械臂主动将双臂组合转接件重新放回悬挂装置中，完成收“刀”入“鞘”。

五院空间站机械臂双臂组合转接件主管设计师朱超说，未来空间站完成三舱组合后，航天员出舱任务大部分将由组合臂的形式完成，他们将通过双臂组合转接件实现两个机械臂的组装，进而完成高难度、更加多样化的任务。

（ 记者 张航）