加拿大臂

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太空梭STS-72任务中的加拿大臂

加拿大臂英语:Canadarm)的正式名称是太空梭遥控机械手系统英语:Shuttle Remote Manipulator System),是国际空间站上由加拿大太空總署设计的一系列机械手臂,用于部署、移动和捕获运载物英语Payload。在哥伦比亚号航天飞机灾难之后,加拿大臂与軌道器臂傳感器系統英语Orbiter Boom Sensor System(OBSS)配合使用,用来检查航天飞机隔热系统的损伤。国际空间站上最新的移动维修系统也被成为"加拿大臂2",也由加拿大宇航局设计。现任加拿大总督、前太空人朱莉·帕耶特曾参与加拿大臂的设计和安装。

研制[编辑]

STS-61任务中,斯多里·马斯格雷夫锚定在加拿大臂的末端,准备抬起哈勃望远镜

1969年,加拿大美国国家航空航天局(NASA)邀请参加航天飞机计划。[1]加拿大DSMA Atcon公司曾制造过一个可以向CANDU核反应堆英语CANDU reactor注入燃料的机器人,这个机器人吸引了NASA的注意。[1]1975年,NASA和加拿大国家研究理事会英语National Research Council (Canada)签署了一个合作谅解备忘录,让加拿大研制和建造太空梭遥控机械手系统(英语:Shuttle Remote Manipulator System),也就是加拿大臂。[2]

第一台加拿大臂于1981年4月运送至NASA。[3]总共有五台加拿大臂(分别是201,202,301,302和303)建造并移交给了NASA。其中302号加拿大臂在挑战者号航天飞机灾难中被损毁。[4]

设计与性能[编辑]

加拿大臂的末端操作器

最初版本的加拿大臂能够在太空中部署和收回重达332.5千克的运载物。在20世纪90年代中期,机械臂的控制系统被重新设计,让它的操控性能大幅提升,可以在太空中部署重达3,293千克的运载物,使之能够胜任国际空间站的组装。尽管加拿大臂在太空的微重力中可以操控一辆满载公交车重量的运载物,但在地面上机械臂的马达连机械臂自身的重量都不能举起。[5]

加拿大臂长15.2米,直径38厘米,重450千克,有6个自由度。加拿大臂有6个关节,可以大致的对应到人体手臂的关节。肩部横摆和仰俯两个关节,肘部仰俯一个关节,腕部横摆、仰俯和内外旋三个关节。加拿大臂腕部的末端装有末端操作器英语Robot end effector,用来抓住运载物上的抓牢固定装置英语Grapple fixture

服役历史[编辑]

發現號太空梭STS-116任务中,加拿大臂2号准备抓取加拿大臂“手上”的P5桁架结构。

在太空梭计划早期的测试阶段,有一个模拟的加拿大臂安装在企業號太空梭上,轨道器的运货舱门打开时可以看到这台加拿大臂。[6]1981年,在哥倫比亞號太空梭STS-2任务中,加拿大臂第一次进行在轨测试。加拿大臂的第一次操作是在STS-3任务中,用于部署和移动等离子体诊断模块(英语:Plamsa Diagnostics Package)。[7]加拿大臂跟随5架太空梭总计执行了超过90次任务。

自从加拿大臂2号安装到国际空间站上之后,加拿大臂将太空梭运载的用于组装空间站的部件传递给加拿大臂2号。两台机械臂通过部件串联在一起的状态,被媒体戏称为“加拿大握手”。

退役[编辑]

加拿大臂第90次也是最后一次任务是在2011年7月的STS-135任务,运送Raffaello多用途后勤舱英语Multi-Purpose Logistics Module到国际空间站并返回。此后,加拿大臂随太空梭一起退役。发现号的加拿大臂与发现号一起陈列在美国国家航空航天博物馆中。[8]奋进号的加拿大臂在STS-134任务(也是奋进号最后一次任务)中,由于任务需要将加拿大臂拆下。本来计划在返回地球后陈列在加拿大太空局总部[8][9],但是奋进号的加拿大臂现在被永久陈列在位于渥太华加拿大航空博物馆[10][11][12]。最后一台进入太空的加拿大臂,搭载在亚特兰蒂斯号上的加拿大臂,于2011年7月完成了最后一次太空梭任务STS-135。这台加拿大臂被运至位于休斯顿的NASA林顿·约翰逊太空中心,用作工程学的研究并有可能在未来的任务中重新启用。[13]

在媒体中的出现[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Dotto, Lydia. A Heritage of Excellence: 25 years at Spar Aerospace Limited. David Steel. Canada: Spar Aerospace Limited. 1992: 41–42. ISBN 0-9696618-0-0. 
  2. ^ Wilks, Brian. Browsing Science Research at the Federal Level in Canada: History, Research Activities and Publications. University of Toronto Press: 117. 2004 [22 November 2013]. 
  3. ^ The Shuttle Remote Manipulator System -- The Canadarm. IEEE Canada. [22 November 2013]. 
  4. ^ Flight History of Canadarm. Canada Space Agency. 28 October 2011 [27 October 2012]. 
  5. ^ Garry Lindberg. Canadarm and its U of A Connections. U of A Engineer Magazine (University of Alberta). [7 December 2011]. (原始内容存档于2004年11月29日). 
  6. ^ Justin Ray. Vandenberg's space shuttle hangar. Space Flight Now. 5 January 2011 [27 October 2012]. 
  7. ^ 加拿大航天局. Flight History of Canadarm. [2016年1月1日]. 
  8. ^ 8.0 8.1 Chris Gebhardt. Discovery’s retirement plans provide insight into the fate of the robotic arm. NASA. 17 November 2010 [27 October 2012]. 
  9. ^ Roland Kiehne. Letter: Canadarm should be easy to visit. The Montreal Gazette. 27 July 2012 [27 October 2012]. [永久失效連結]
  10. ^ Andy Johnson. Unveiling exhibit, Hadfield sends first Canadarm 'last command' from space. CTV News. 2 May 2013 [2 May 2013]. 
  11. ^ Elizabeth Howell. Space Shuttle's Robotic Arm Goes on Display at Canadian Museum. Space.com. 2 May 2013 [2 May 2013]. 
  12. ^ Canadian Space Agency. Minister Moore Unveils Exhibit for Canada's National Space Icon: the Canadarm. Canadian Space Agency. 2 May 2013 [1 July 2013]. (原始内容存档于2013年5月6日). 
  13. ^ Canadarm on display: Space shuttle robot arm unveiled at Canadian museum. 2 May 2013. 
  14. ^ Canadarm - Iron Sky Wiki. Wikia. [2016-01-01]. 
  15. ^ Google doodle honours Canadarm at 31. CBC News. 13 November 2012 [13 November 2012]. 
  16. ^ Canadarm - Gravitymovie Wiki. Wikia. [2016-01-01]. 

外部链接[编辑]

参见[编辑]