日本航天完成黑科技测试。除了空间机械手,它还有一个空间机械手。

提到空间机器人,人们马上会想到我们的核心舱天河的“大臂”,国际空间站的“加拿大臂2”,还有最近随俄罗斯“科学”号实验舱上天的欧洲机械臂时代。明年,中国的“烛台”实验舱也将配备“前臂”。这些都是七自由度空间机械手,除了“加拿大臂2”沿桁架直线运动外,其他都可以爬行。

可能有人知道,国际空间站的日本“希望”号实验舱外也有一个固定机械手,类似于美国航天飞机上安装的固定“加拿大臂”。此外,俄罗斯“黎明”号的对接舱外还安装了伸缩式“太空起重机”,甚至在当年的“和平”号空间站上也安装了。

但是,我上面提到的只是空间机械臂的一个分类。事实上,在这个庞大的家族中,有一个小小的空间机械臂,它更接近人手的灵活性,所以被称为“空间机械臂”,比如日本航天创业公司Gitai刚刚在国际空间站完成功能演示的S1机械臂。

与抓住飞船进行对接、辅助航天员进行太空行走的大型舱外机械手不同,空间机械手主要从事空间站的维护工作。比如日本Gitai S1机械手在这次演示中测试了操作线缆和开关、装配结构和面板这两个功能,都是非常精细的操作。据说它的灵活度最高只有7级,最高是9级。

目前,日本机械手的功能演示只在国际空间站的一个商业充气舱内进行,下一步将在舱外进行测试。它的目标是部分替代宇航员的工作,减少太空行走的舱外工作,甚至准备将来为月球和火星基地提供服务。另外,目前测试的S1只是单机械手,Gitai的最终形态是四臂空间机器人。不管适用与否,反正日本和人形机器人不相上下,哪怕科技树不对。

值得一提的是,早在2016年至2019年,中国就在轨测试了一个类似的空间机械臂,与天河核心舱外的空间机械臂完全不同。它真的是一个模拟人的手臂,有三个关节系统,甚至五个手指。当然,如果需要,也可以用其他末端执行器代替。

然而,中国和日本都不是第一个搞空间操纵器的。在国际空间站外,从2008年3月开始,出现了一种特殊的灵巧机械手Dextre,也被称为“加拿大手”。它与“加拿大手臂2”配合使用,可以像手指和手臂一样进行毫米级的操作,例如拧螺丝和剥电线。不过Dextre唯一的问题是体积太大,只能在舱外使用,而且必须配合“加拿大手臂2”才能发挥作用。

中国正在开发的“太空蜘蛛”可以被视为一种更灵活的机器人。它可以配合机械臂从货运飞船上吊起零部件,也可以独立移动,像蜘蛛一样爬到飞船上进行在轨组装,精度为0.015 mm,据说将应用于我国的“韦伯”PLUS空间望远镜。

以上都只是为了一个目标,那就是建造无人空间站和外星人基地。虽然现在的近地轨道空间站已经载人很久了,但是未来的月球轨道空间站、月球基地、火星轨道空间站、火星基地甚至拉格朗日点空间站,因为距离遥远,大部分时间都是无人值守的,需要各种机械臂、机械手、机器人自己完成维护工作,自动化、智能化程度很高,所以这是人类走向星辰大海必不可少的技术。