中国首次！空间站机械臂成功转位飞船，能配剪刀剪卫星太阳帆吗？

据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年1月6日6时59分，经过约47分钟的跨系统密切协同，空间站机械臂转位货运飞船试验取得圆满成功，这是我国首次利用空间站机械臂操作大型在轨飞行器进行转位试验。

1月6日凌晨，机械臂成功捕获天舟二号货运飞船，6时12分转位试验开始，天舟二号货运飞船与天和核心舱解锁分离后，在机械臂拖动下以核心舱节点舱球心为圆心进行平面转位；尔后，反向操作，直至货运飞船与核心舱重新对接并完成锁紧。

对于机械臂来说，他的主要作用就是抓取飞船和协助航天员的出舱活动，机械臂可以减少航天员的体力劳动，尤其是在舱外的情况中，虽然绕地球飞行是微重力的状态，可是因为人体等都有质量，需要克服物体的惯性，所以千万不要以为在太空活动和游泳一样自如。游泳的时候不必担心位置的问题，可是在太空中还有很多精细的操作，对身体以及设备的控制力不足（忽视惯性）可能会制造大问题。

我国空间站配备的机械臂，相较于国际空间站的加拿大二号以及日本的机械臂，互有优劣。优势是我们的机械臂的设计使它可以在舱外爬行，而国际空间站的机械臂在导轨上的，灵活性有差异；缺陷是我们的机械臂可以移动20多吨的物体，加拿大二号可以移动百十吨的货物。不过这一点上边也说了，在太空要克服惯性，所以能移动的质量和空间站的质量有关。就连太空跑台都是悬浮的，就是怕振动影响到空间站的运行参数。

在后续的空间站建设中，机械臂还有很多的作用，尤其是今年我们要发射问天和蒙恬两个实验舱，都是20多吨，在机械臂的操作能力范围内。这次货运舱的转位试验堆机械臂的安全性、稳定性进行了验证。后续现有的机械臂还会连接一个小臂段，让机械臂的长度更长，“关节”更多，活动也更灵活，要知道机械不像人多关节，要实现各方位的活动就得更多关节。

那么问题来了，机械臂到底能不能配备剪刀之类的设备，用于自我防卫？配备剪刀之类的器材是有可能的，未来空间站的维护也可能涉及外部的线路之类的维修保养或者更换，也许能用到剪刀。不过现在更多的模块化设计，就像电脑的连接线一样，不行了直接全部更换一根，不需要用剪刀剪开线路连接，那样很麻烦，舱外宇航服操作不便，很难操作。

机械臂的主要作用是抓取货物和协助出舱，尽管很灵活，用于自我方位却差很多，或者说很难实现。抓取我们自己送上去的货物，是货舱不断调节轨道接近空间站，相对速度（速度发小和方向）差异较小，空间站抓取之后稍微拉一点距离就拉过来了。可是如果别人别有用心的话，卫星等航天器的机动变轨不会跟你商量，也许存在着比较大的速度差异，这就难搞。

相对速度差异较大的话，接触上就是撞击了，这样的话会改变空间站的运行，也可能损坏已有的设备。就像战斗机的加油机，都是十分小心的接触，加油机和战斗机的速度参数基本一致，才敢怼上去加油。空间站这东西的建造成本可比战斗机高多了，光是发射成本就能造几架战斗机了估计。还有一个问题是燃料。

因为速度参数的不一致，所以空间站需要变轨去对方的轨道上，这还得大量卫星的参与，确定其轨道参数，然后空间站变轨机动接近，然后剪掉对方卫星的太阳帆。尽管空间站有货运飞船补充燃料，可是依然经不起这样的操作，空间站的燃料都用在关键的地方，比如变轨避免对方接触自己，或者避免因为地球不均衡引力、稀薄大气摩擦导致的轨道太低。

而且用空间站接触卫星去剪太阳帆的方式效率也太低了，现在有几千颗卫星，而且现代有很多较低轨道的小卫星，发射成本低，替换成本低，可以快速地发射部署。就SpaceX的星链，一次都发射60枚左右，用空间站的机械臂去剪太阳帆，成本实在是太大了。如果那样做的话，空间站很快就会报废，而且很难负担，光是往空间站送燃料都搞不起。

苏联时代曾经在空间站试验舱上配备枪炮，可是这会由于动量守恒定律影响空间站的运行，也不大恰当。但是如今的空间站配备一定的自卫能力似乎是必须的，因为星链的卫星连续两次接近我们的空间站，而且都是航天员刚进驻空间站的时候。尽管它用的是电推变轨慢，可是也可以提前部署，而且关键是它从500多公里的高度下降到382公里的轨道，并保持轨道。

星链卫星不怎么靠谱，发射了近两千枚，已经坠落了400多枚，可是坠落的时候轨道是持续降低最终坠入大气的，哪有这种接近我们空间站然后又保持轨道高度的操作，说不是人为操作的都没人信。理想的办法是在空间站上加一些激光设备，可以用强烈的激光烧灼靠近的卫星，然而依然难以解决惯性碰撞的问题，对方一心想搞的话，还得我们主动变轨躲避。