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中国航天员出舱,美国却在用机器人代替宇航员,太空行走将过时?

时间:2024-07-14
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中国神舟十二号航天员刘伯明和汤洪波完成天宫空间站初次出舱使命,颠末6个多小时太空行走后宁静返回气闸舱,这是中国航天史的一次伟大成就,华夏儿女为之奋发,环球各大媒体还对此进行了报导。

  中国空间站初次太空行走

  险些就在与此同时,有西方媒体爆出,美国目下当今能用的舱外航天服只有4套了。这仅剩的4套航天服是1975年入手下手为航天飞机项目制作,早就超过了15年服役期,存在比较严重毛病风险,个中的一些枢纽部件比方二氧化碳传感器等等早已不再出产,甚至连当初的供给商都消散很多年。照如许下去,国际空间站出舱维修运动将被迫截止。

美国仅剩4套舱外航天服

  NASA对这一切好像其实不发急,他们投入25亿美圆研制的新航天服xEMU不适适用于国际空间站,它专为阿你忒弥斯登月设计设计,而且现阶段这套史上最贵航天服的研发进度好像不太顺遂。

中国航天员出舱,美国却在用机器人代替宇航员,太空行走将过时?

  新航天服是为登月设计

  有美国NASA专家以为,ISS曾经老旧,几年内退役似不可避免;依托宇航员太空行走来维修保护航天器是一种过期的技能,将来美国应对准舱外机器人来接替人类流动,以低落风险和本钱。

  即便有厚重的航天服珍爱,宇航员正在太空中仍然会受到微流星和太空渣滓的要挟,太阳耀斑发作抛射出来的带电粒子风暴和致命宇宙射线还时刻要挟宇航员安康,正在太空卑劣环境里,航天服所能供应的珍爱很是有限,与其让宇航员用性命往冒险,不如想办法用机械替代他们事情。

  NASA试图用机器人庖代人类出舱

  2007年,NASA取通用公司联合在第一代空间机器人Robonaut 1的基础上研制新一代机器人宇航员Robonaut 2(R2),2011年终,R2被送到国际空间站进行在轨试验。R2被干成人的外形,2014年又被装上两条苗条的大腿,能够四肢举动并用在空间站里匍匐。

  机器宇航员R2满身共有42个自由度,它有对照机动的双手,集成了三维腕力传感器、接触力传感器、角度及位移传感器等共约300多个传感器,其手臂最快挪动速度为每秒2米、负载才能约18公斤、手的抓握力约2.2公斤。

  R2其实不智能,精确说它便是一台人形遥控机械,操纵人员经由过程安装在机械人头顶部的视觉相机考察目的,与此同时穿着一套人机交互设备来操纵机械人的行动。

  Robonaut 2

  作为航天大国,俄罗斯还没闲着。2019年8月,一个名为费多你(Fedor)的人形机械搭乘同盟号飞船进入空间站,俄罗斯宇航员对它进行了正在轨试验。正在宇航员的操控下,费多你既能完成开闭舱门等粗重事情,还能做诸如拔插头之类的精致活儿,但正在9月6号它再返回地球时就没法启动了。

  日本干的小机械人在空间站里只是个用来逗乐解乏的玩具,此处略过不提。

  俄罗斯机器人Fedor

  假如您以为机器人宇航员这类嵬峨上的器材只有美国和俄罗斯正在弄,那就大谬不然了。2016年9月天宫二号发射时,它就随舱携带了一个取人手一样的机械手。

  中国机器手由哈工大、航天五院和北理工结合研制,它与你我的手看起来并没什么差别,但相比于美俄的机器人却灵便很多。中国机器臂不但能举行7个自由度活动,机器手还能完成旋拧插拔电电缆插头、扯开多层防护层、纯熟利用电动工具松紧螺钉;它能够根据划定将物体放到划定位置,还能够轻松捉住漂浮在空中的小球。

  中国机械手正在天宫二号的实验照片

  干拔插头按开关之类的行动离不开手眼相机取机械手的共同,空中抓放活动物体实验还需要仰仗一种被称为全局相机的视觉传感器和视场靶标。若是您稍仔细些,就可以发觉我们天和中心舱里还是有这么一个视场靶标,至于说这个靶标究竟是拿来干什么用,咱还不敢乱讲,您能够试着猜一猜。

  机械手实验取视场靶标

  可能有小伙伴说,人家美国俄罗斯曾经干出了机器人,总的说来仍是领先了一步。这你就有所不知,美国的R2尽管有胳膊有腿,它但是一步还没迈出过国际空间站的舱门。为啥?由于舱外环境取舱内环境它完整不全是一回事。

  机械手之所以能机灵地活动,要仰仗它里边紧密的电动机、高可靠性电路、高度敏感的各类传感器,另有一大堆处理器共同运算,这一些器械能正在空间站周密珍爱的舱体内运转,没有代表正在真空、极度温度和激烈辐射环境下还能坚持一般。而万一个中某些电路出现问题,它导致的结果多是灾难性的,因而科学家们必需慎之又慎。

  机械手电路取控制图

  到目前为止,无论是国际空间站外的几条机器臂照样中国空间站天和机器臂,皆已经受了残酷环境的磨练,这证实只要做好防护,敏感的电子器件还能好长时间正在舱外运转。

  经过天宫二号义务对机械手的正在轨实验,我们考证了机械手的软硬件设计、人机协同和长途遥控操纵等手艺,坚信经由这几年的升级取革新,我们中国机械手将能率先正在实验舱外实验平台大有作为。

某国对中国空间站机械手的设想

  至于说航天员太空行走会不会过期,我以为从长远来看,机械手、舱外机器人辅佐或庖代人类开展高危操纵是必然趋势。但正在将来五到十年中,空间站外的照顾事情始终离不开人类亲力亲为,由于人工智能的成长和相干手艺的发展还需要工夫来沉淀。正在进步前辈取稳妥之间,航天机构往往会倾向于后者,所以航天员出舱运动正在相称好长工夫里依然是需要的。