加拿大机械臂2太空多面手十年传奇

加拿大机械臂2太空多面手十年传奇

2011年4月19号，国际空间站加拿大机械臂2迎来了10周年发射纪念日。

10年前，加拿大人见证了一个历史性的时刻。2001年4月19日，加拿大机械臂2由“奋进”号航天飞机搭载升空，在NASA航天员斯科特?帕拉赞斯基的帮助下，加拿大航天员克里斯?哈德菲尔德将其安装在了国际空间站上。10年以来，加拿大机械臂2伴随着国际空间站，已经走过了超过24亿千米的路程，相当于太阳和土星距离的1.5倍。

太空“多面手”

在国际空间站复杂的组装过程中，加拿大机械臂2提供了十年完美的服务，完成了很多重要组件的组装工作。比较大的组件如“探索”号气闸舱、“哥伦布”实验舱、“希望”号实验舱等等。它是加拿大对国际空间站的主要贡献，同时也保障了加拿大科学家在国际空间站上的科学研究权利。

加拿大机械臂2是不折不扣的太空“多面手”：从NASA 的航天飞机到国际空间站，从航天器的维修、能源补给到空间站的组装，都有加拿大机械臂的参与。截至今年“阿特兰

蒂斯”号最后一次飞行，加拿大机械臂2共完成了29次航天飞机捕获任务。十年来。它从航天飞机上卸下了数百吨的货物和科学设备，辅助了将近100次的太空行走，完成了两次太空捕捉任务(捕获HTV-1和HTV-2国际空间站对接，而后释放)。

加拿大机械臂2由麦克唐纳德?特威勒(MDA)公司制造，正式的名字是“空间站遥控操纵系统”(SSRMS，Space Statlon Remote Manipulatorsvstem)。它和移动远程服务器基座系统(为空间站远程操纵系统和专用灵巧操作臂提供电源、数据连接和视频信号的传输)、专用灵巧操作臂一起，构成了整个移动维修系统(MSS，MobileServicing System)。通常，这个机械臂操作由其地面控制中心――NASA约翰逊航天中心和位于魁北克省的圣胡伯特加拿大航天局总部控制。

和人的手臂一样，加拿大机械臂2由“肩膀”(3个关节)、“肘部”(1个关节)、“手腕”(3个关节)组成。它有7个自由度，可以在空间中7个方向上自由工作。它的结构以肘关节为中心完全对称，臂的两端均可以用来作为肩部或安装末端器作为操作末端，这一设计使得操作臂在空间站运行更加自如和方便。

机械臂的操作者可以通过机器人工作站(RWS，Robonc WorkStation)上的3个kCD显示屏看清他们正在进行的工作。MSS上有2个RWS单元，在建成后完整的国际空间站上，

一个RWS单元位于“命运”号实验舱。另一个则位于穹顶舱内。RWS单元外加显示和控制面板，以及便携式电脑，有2套操纵杆：1套旋转式手动操纵杆，1套平移式手动操纵杆。

设计：空间机器人的典范

早在设计之初。工程师们认识到，国际空间站上的机械臂应当有更高的移动能力。它应当和固定在航天飞机上的机械臂有所不同。于是就有了可以自由翻转滚动的设计。正是这个设计给了加拿大机械臂2独一无二的能力，得以推动自身到达空间站外部的任意一点。每个装置都给机械臂提供电力，有计算机／视频连接到航天员控制舱。

另外，比起为航天飞机设计的机械臂，加拿大臂2更大，也更重。它可以移动11.6吨重的载荷一一跟航天飞机的重量差不多，因为这个机械臂原本设计用来抓取航天飞机使之停靠在国际空间站的，而今天，航天飞机与国际空间站的对接已经用不到它了。

加拿大机械臂和航天飞机机械臂通力合作，将载荷在国际空间站和航天飞机之间运送。7个自由度的它自然比航天飞机机械臂更加灵活和优秀。它可以弯曲，旋转，移动，完成更多更复杂的任务。

国际空间站外部大部分设备为轨道可更换单元(ORU，

orbit replaceableHnltS)。当他们受损或者失效时，可以很容易地进行更换。加拿大机械臂2就是进行这些维护工作的重要工具。而加拿大机械臂本身也是进行了可在轨更换单元设计，2002年6月，失效的手腕翻转关节被航天员进行了更换。和航天飞机机械臂不一样，加拿大机械臂2是可更新的，因为它也许再也没有回地球的机会了。

随着国际空间站的完工，加拿大机械臂2的主要职能也会有明显的转变。除了执行常规任务(包括国际空间站的维修与保养，协助航天员太空行走)，继续履行在外部空间站维修的使命外，加拿大机械臂2将执行更频繁的太空捕捉任务：抓取货运飞船使之与国际空间站对接。

航天飞机退役后，可重复使用的商业太空船，像科学探索公司的“龙”太空船和轨道科学公司“天鹅座”太空船，将会被用来执行国际空间站的补给任务。按照目前的时间表，在2011年底到2012年前期，加拿大机械臂2将会在7个月的时间内连续捕捉6艘商业飞船，最早的一次是2011

年11月捕捉“龙”太空船任务。