俄宣布空间站宇航员不再使用“欧洲机械臂”
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俄宣布空间站宇航员不再使用“欧洲机械臂”,俄罗斯表示,其将向国际空间站的俄方人员下令,停止使用为国际空间站俄罗斯部分提供服务的“欧洲机械臂”,俄宣布空间站宇航员不再使用“欧洲机械臂”。
俄宣布空间站宇航员不再使用“欧洲机械臂”1
莫斯科时间7月12日,俄罗斯国家航天集团公司(Roscosmos)总裁罗戈津表示,作为对欧洲航天局(ESA)拒绝与俄合作执行“火星太空生物学”计划(ExoMars 2022)的回应,俄航天员将停止使用“欧洲机械臂”(ERA)。
“火星太空生物学”计划(ExoMars 2022)是一项俄欧联合任务,任务探测器主要由“哥萨克舞号”着陆器和“罗莎琳德·富兰克林号”火星车组成,分别由俄罗斯和欧空局研制,计划于2022年由俄罗斯”质子号”运载火箭发射升空,经过9个月的飞行抵达火星,将探索火星表面,寻找生命迹象,它是第一个将火星地表漫游和火星地下探测研究合二为一的任务。
“欧洲机械臂(ERA)”于2021年7月跟随俄罗斯“科学号”实验舱发射前往国际空间站。
2022年3月17日,ESA宣布,因俄乌局势,暂停执行“火星太空生物学”计划。作为回应,俄罗斯除了停止使用“欧洲机械臂(ERA)”,还将尽一切努力从意大利运回任务中的火星着陆器——“哥萨克舞号”。作为依附于“科学号”的附属设备,如果俄罗斯决定不使用“欧洲机械臂”,意味着ESA也无法使用,这明显是在向后者施压。
不过,Roscosmos表示,尚未收到ESA关于完全终止“火星太空生物学”项目合作的正式通知。同时,俄罗斯可在国家层面或友好国家合作伙伴的参与下完成该计划的俄方部分。
可以看出,对于“火星太空生物学”计划,ESA还在犹豫中,并未决心切断来之不易的合作,毕竟ExoMars已经一波三折,再找合作伙伴并不容易。而俄罗斯通过停止使用“欧洲机械臂”向ESA施压,也是希望再续前缘,单独完成火星探测任务会增加任务成本。同时,俄罗斯在通过尝试运回火星着陆器——“哥萨克舞”号试探ESA最后的态度。ExoMars还有戏吗?
俄宣布空间站宇航员不再使用“欧洲机械臂”2
俄罗斯国家航天集团总裁罗戈津当地时间7月12日表示,其将向国际空间站的俄方人员下令,停止使用为国际空间站俄罗斯部分提供服务的“欧洲机械臂”(European Robotic Arm,ERA),同时将尽最大努力从意大利调回俄方的火星登陆舱。
罗戈津表示,欧洲航天局局长称不会恢复与俄罗斯国家航天集团在ExoMars联合火星探测项目上的合作,这一决定极不负责,“他有没有想过这会让多少欧洲和俄罗斯的科学家和工程师的劳动付诸东流?他是否准备好为破坏火星联合任务的行为负责?他是否准备好向全人类作出交代?”
在太空极端恶劣的环境下,航天员进行舱外活动十分困难,而机械臂在辅助航天员舱外活动中发挥着至关重要的作用。让我们来看看机械臂是如何做到助航天员“一臂之力”的……
1、人类第一款机械臂诞生
自人类开展载人航天活动以来,美国率先提出了空间机器人概念,用于在恶劣的太空环境下,完成航天员难以完成的舱外操作。
空间机器人最主要的应用就是空间机械臂,它集机械、电子、热控、视觉、动力学等多学科于一体,是一种高端和先进的航天装备,具有强大的性能和广阔的应用前景。
虽然美国最早提出创意,但先拔头筹的却是加拿大。人类第一种空间机械臂就是由加拿大Spar公司设计制造。1981年,该公司和美国宇航局联合研制了4套供航天飞机使用的空间机械臂,被称为加拿大臂。
加拿大臂的重量为410.5公斤,长约15米,由6个控制关节组成。6个自由度的加拿大臂安装在航天飞机左舷的纵梁上,采用航天员舱内遥控操作方式,用于展开和回收有效载荷,以及协助航天员进行舱外活动。美国航天飞机在维修哈勃望远镜的5次任务中,加拿大臂发挥了无可替代的作用。
上世纪80年代,美国提出了自由号空间站项目,并由加拿大负责空间站机械臂研制。该空间站后来衍生为国际空间站,加拿大研制的第二代机械臂就是目前国际空间站上使用的加拿大臂2。
加拿大MDA公司研制的加拿大臂2是目前世界上最先进的空间机械臂之一,它包括活动基座系统MBS,空间站遥控机械臂SSRMS和专用灵巧机械臂SPDM三个部分。
我们最熟悉的就是俗称“大臂”的SSRMS。它由航天飞机上的加拿大臂发展而来,长17.6米,直径0.35米,可在太空移动116吨重的载荷,它还进一步演变成了更灵活的7自由度机械臂系统。
2、机械臂虽小但作用大
在国际空间站上使用的机械臂中,“大臂”SSRMS最长,也最大,重量高达1497公斤。即将发射的7自由度欧洲机械臂ERA,质量约630公斤。中国天和核心舱上安装的机械臂,质量尺寸介于两者之间,重量约740公斤。
总的来说,相对于空间站舱段动辄十几二十吨的重量,机械臂只能算是个零头,但它却在载人航天活动中发挥着重要作用,成为空间站建设的关键技术之一。
美国在自由号空间站项目中,加拿大臂2是空间站建设的核心装备,在国际空间站的组装建造中,它同样发挥着重要作用。
“大臂”SSRMS和人的手臂一样都有7个自由度,是世界上第一种7自由度空间机械臂。它的.本体由7个关节组成,包括肩部3个关节、肘部1个关节和腕部3个关节,使用起来十分灵活。
国际空间站各个舱段上还设有电力数据抓取夹具(PDGF),“大臂”的任意一端可以和PDGF夹具连接,利用PDGF提供的电力供应和数据传输能力开展工作。同时,“大臂”还具有重定位能力,能用类似尺蠖的方式通过PDGF头尾互换移动爬行。
另外,“大臂”还能基于MBS基座在整个桁架上滑行。加拿大臂2的“大臂”不但十分灵活,而且移动能力很强,是建造维护国际空间站的得力助手。它广泛用于从空间站组装建设、空间站维护、空间站有效载荷运输和服务,以及抓取释放飞船、卫星等任务,为国际空间站的建造和运行立下了汗马功劳。
如果说空间站建造阶段的历史太过久远,美国天鹅座货运飞船和第一代载人龙飞船,以及日本HTV货运飞船在国际空间站上的每一次对接中,都是由加拿大臂2捕获抓取后拖动接驳。至于拖动航天员开展舱外活动,维护空间站和开展空间应用,更是加拿大臂2当仁不让的责任。
此外,国际空间站上的日本希望号实验舱也装有两个6自由度机械臂,主要用于在舱外暴露平台上开展高精度的空间科学实验,也可支持航天员的舱外维护活动和释放微纳卫星等任务。
3、中国机械臂作用范围广
我国同样为天宫空间站研制了高性能的机械臂,它是中国空间站系统的三大关键技术之一,也是天宫空间站建设和维护的重要装备。
中国空间站机械臂的主要性能指标和国际先进水平相当,部分指标处于国际领先水平,能够满足我国建造长期有人照料空间站的发展需要。
据美媒报道,美国正在推进的月球门户站项目,加拿大将为它研制第三代机械臂——加拿大臂3。这种机械臂仍然包括大臂和机器手两个部分,但应用了更先进的机器视觉、简短的软件和人工智能系统,可以在无需航天员遥控干预的情况下执行任务。
1)机械臂爬行有多快?"干活"有多准?
一个爬行动作看似简单,原来背后有如此复杂和精密的系统支撑。那么机械臂的爬行速度有多快?它能够精准爬行到指定位置?
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人胡成威介绍道,(每秒钟600毫米)对于空间这种结构来说,速度已经是非常快了。但是咱们在使用过程中,为了保证机械臂的安全,同时也要考虑到空间站的各种约束条件,就限定了一个它的使用速度,只用到了机械臂设计速度的六分之一。
走得慢才能走得稳,更能走得准。别看机械臂体格大,在空间站也能做细活,10米长的机械臂执行任务的精度可以达到毫米级。
2)机械臂有多重?力气有多大?
除了协助航天员出舱作业外,机械臂还要承担舱段转位、舱外货物搬运等很多体力活。俗话说,身大力不亏,那我们的机械臂到底有多重?力气有多大?
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人胡成威介绍道,(机械臂重)738公斤,它这个重量应该说是集成度非常高,重量的话在国际上应该都属于比较领先的一个水平。机械臂是一个高度集成的空间智能机械系统,包括本体系统和7个子系统,零部件数以万计,为了满足空间站产品轻量化的需求,他们费了很大的力气来给机械臂减重。
咱们看到的机械臂,实际上是这个团队研制的第7条机械臂。工程样机当时是980公斤,到了738公斤,实际上已经缩减了差不多200(公斤)。绝大部分产品是铝合金的,重要的产品里头还有一些是钛合金的,像有一些负载比较大的齿轮是采用新材料不锈钢,所有的参数都是重新来进行设计的。
胡成威介绍,机械臂减重后能力并没有减少,最大的负载能力可以达到25吨,完全能够满足任务需要。机械臂对于空间站来说,相当于是一个大力士,可以满足覆盖空间站就是大中小各级载荷的相关任务要求。
4、未来机械臂将有哪些新任务?
无论重活儿还是细活儿,机械臂都不在话下。未来,随着我国空间站建设不断推进,机械臂还会有哪些新的任务?
航天科技集团五院机械臂任务规划主管设计师辛鹏飞介绍道,后面会有很多的大型设备,通过货运飞船运送上天,机械臂需要完成把这些大型设备从货船里边抓取出来,然后再对接到一个正确的位置上这样一个安装的作业。
另外机械臂还承担着巡天飞行器的捕获,也就是我们未来会有一艘太空的望远镜,伴飞在空间站的周围,机械臂具备在它需要照料的时候,把它抓取对接到核心舱上,完成对它的维修工作。
按照计划,明年我国还将发射梦天和问天两个实验舱,空间站的构型将变成T字形,随着空间站的面积增大,空间站机械臂的活动范围也将变大,它的形态也会随之改变。等到明年的时候,两个实验舱发射之后,还有一个小型的5.5米长的机械臂,叫实验舱机械臂。
这样两个机械臂又可以在轨组合成一个组合臂,它通过机联的方式组合成一个15米长的组合臂,那么后面的很多任务,就可以分别由大臂、小臂和组合臂的方式来进行,开展后续的工作。
俄宣布空间站宇航员不再使用“欧洲机械臂”3
据俄新社莫斯科7月12日报道,俄罗斯国家航天公司总裁德米特里·罗戈津在“电报”社交平台上写道,国家航天公司的航天员将不再使用安装在国际空间站俄罗斯“科学”号实验舱上的“欧洲机械臂”。
罗戈津说,欧洲航天局局长约瑟夫·阿施巴赫尔已经通知俄罗斯国家航天公司终止“火星太空生物学”项目的合作。罗戈津强调,这一决定抹杀了欧洲和俄罗斯数千名科学家和工程师的工作。
罗戈津说:“他(阿施巴赫尔)准备好为火星联合项目遭暗中破坏负责了吗?准备好向全人类、而不是那些跟他一样不负责任的欧盟委员会官僚交代了吗?我已经命令我们的国际空间站乘员停止使用‘欧洲机械臂’。让阿施巴赫尔和他的领导博雷利自己飞到太空,做一些在他们生活中哪怕有点好处的事情吧。”
报道称,“欧洲机械臂”由欧洲制造,用途是移动国际空间站俄罗斯舱段表面的各种货物和科学设备,通过“科学”号实验舱的闸室把它们搬进或搬出空间站。
据报道,由于“欧洲机械臂”的作业不精确,俄罗斯计划的太空行走多次被推迟。
俄国家航天公司同一天在接受本国媒体采访时表示,该公司尚未收到欧洲航天局关于完全终止“火星太空生物学”项目合作的正式通知。对欧洲而言,在火星上寻找生命迹象比不上个别欧洲官员和国家的政治野心重要。俄罗斯可在国家层面或友好国家合作伙伴的参与下完成“火星太空生物学”计划的俄方部分。
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