硬核科普 | 中国空间站的航天员还没去？太空机器人先行一步 _太空知识

2021年4月29日11时23分，中国“长征”5B运载火箭搭载中国首个空间站核心舱“天和”号发射成功，迈出了中国空间站在轨组装建造第一步。

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现场发射图
“天和”核心舱是中国空间站发射入轨的首个舱段，明年才会择机发射“问天”实验舱和“梦天”实验舱，完成空间站三舱组合体在轨组装建造。
【硬核科普 | 中国空间站的航天员还没去？太空机器人先行一步】虽然在建成之前就会有航天员搭乘“神舟”飞船进驻核心舱，但在航天员暂时还没有去空间站的这段时间，我国自主研发的太空机器人已经先行一步抵达太空执行任务。

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中国空间站构想图
上海航天技术研究院高级技术顾问、上海交通大学机械动力工程学院教授孟光等人在我国最硬核的航空航天学术期刊《航空学报》2021年第1期“空间机器人”专刊上发表了一篇综述《空间机器人研究进展及技术挑战》。
文章详细介绍了国际空间站机器人、中国空间站机器人等几类轨道空间机器人工程应用现状，探讨了空间机器人在机构构型、关节驱动、末端操作、感知认知、行走移动、动力学与控制等方面的关键技术难点。最后展望了空间机器人在空间目标抓捕与移除、高价值飞行器在轨服务与维修、空间大型构件在轨组装及星球科学探测等方面的应用前景。
以下，小编从这篇论文中摘录出国际空间站舱内外的空间机器人和中国空间站中的空间机器人主要类型及特征，与各位航天爱好者和从业者分享。
01
什么是空间机器人？
空间机器人，作为一种典型的智能操作系统，其应用正逐渐改变航天运输、在轨建造、在轨维护、星球探测的传统模式，是未来无人、载人航天任务的重要使能手段之一。在载人航天探索活动中，空间机器人担任了载人前的探路者、载人活动中的助手、载人活动后的维护者的角色；在无人航天科学探索活动中，机器人可以有效扩展了人类的活动和操控范围。

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NASA研发的R5仿真机器人（来源：NASA）
02
国际空间站中的空间机器人
国际空间站是目前空间机器人系统应用较多、较成功的领域，舱外配备了加拿大机械臂、日本实验舱机械臂、灵巧机械手等，舱内开展了机器人宇航员等机器人验证，形成了大中小多规格、舱内外全范围、工程应用与技术验证并重的立体化配置格局。

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国际空间站（来源：Wikipedia）
航天飞机遥操作机械臂（Shuttle Remote ManipulatorSystem, SRMS）是世界上第一个实用的空间机械臂，由加拿大MDA公司研制，因此也被称为加拿大机械臂Ｉ（Canadarm）。

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加拿大机械臂Ｉ（来源：Wikipedia）
SRMS在1981年STS-2任务中首次被使用， 1990-2002年间实现了哈勃望远镜的多次在轨维修， 1998年实现了在国际空间站美国“团结号”节点舱与俄罗斯“曙光号”首次组装任务。 SRMS主要用于物资搬运、辅助航天员出舱活动和航天飞机在轨检测等任务。