周伯通 发表于 2022-8-11 21:47:42

“东方红一号”至今还在轨道上,到底可不可以用机械臂带它回家?

本帖最后由 周伯通 于 2022-8-11 21:59 编辑

“东方红一号”至今还在轨道上,到底可不可以用机械臂带它回家?
原创2022-05-20 07:00全面剖析
在上个世纪,随着苏联发射第一个航天器,曾经寂静一片的宇宙就热闹起来了。随着科学技术的发展和航天技术的成熟,人类不仅成功登上了月球,实现了“嫦娥奔月”,而且还有望去火星上走一圈。
然而,随着太空探索事业的蒸蒸日上,一个新的问题摆在了人们面前,或者说被制造出来,那就是太空垃圾——航天器的废弃物或者废弃的航天器。
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许多国家都选择在航天器使用寿命终结或者无法维修时,将其坠落大气层,化作灿烂却有短暂的流星,但我国却对一颗废弃航天器采取了不一样的态度,这个航天器就是东方红一号。
上个世纪,我国紧随苏联和美国等国家之后,发射了我国航天史上的第一颗卫星——东方红一号,而在几十年前,东方红一号就已经不再工作了,而是成为了漫漫太空中的太空垃圾的成员。
东方红一号对于中国人具有不一样的意义,因此便有人提议,希望能将东方红一号带回来,这件事到底能不能做到呢?我们从以下几个方面进行解答。
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东方红一号仍在太空中运行太空垃圾其实是指宇宙中存在的一些人造废弃物,比如说运载火箭过程中产生的一些碎片残渣,或者是那些已经不能再工作的航天器等。这些废弃物类型多样,来源不一,但是无一例外,这些物体对太空中航天器的运行产生了极大的威胁,也对地面发射火箭或卫星等产生了不利影响,增加了难度。
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这些人造废弃物环绕着地球飞行,具有很高的速度,假如某个航天器或者卫星躲避不及,直接撞上去,那么宇宙中可能会再多出来一份垃圾,就算航天器等没有报废,也会被严重损坏。而以人类现在的技术而言,在太空中维修这些航天器无疑是件极度困难的事情。
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另外,在太空中的可不单单只有冷冰冰的航天器,一些火箭上还载着宇航员,一不小心,这些太空垃圾就会对宇航员的安全造成严重威胁。比如在影片《地心引力》中,就曾出现过这样的情节,女主和同伴出舱维修哈勃望远镜时,遇到了这些高速运动的太空垃圾,最后两个同伴当场死亡,并且宇航器也发生了严重的故障。
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因此对于科学家来说,越少的太空垃圾越能保障太空中宇航员的安全,也正是由于这一点,他们常常将那些已经废弃的航天器通过地面操纵,将其坠毁大气层。
东方红一号已经停止工作几十年了,我国却依旧没有选择将其坠毁,难道是因为我们不知道危害吗?其实并不是,东方红一号对于我国人民来说,它具有太大的情感意义了。东方红一号于1970年发射,是中国人第一次在宇宙中留下的印记,承载着无数中国人的航天梦想。
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另一方面,我国从连汽车飞机都造不出来到东方红一号成功升天,在太空中成功播放出那一首《东方红》,意味着我国可以骄傲的屹立于世界民族之林,它凝聚着太多人的泪水和汗水,因此我国人民对于东方红一号具有非同一般的感情。
目前,根据《长征火箭与中国航天》文件我们可以得知,东方红一号在近地点441千米、远地点2368千米处运行,现在其倾角为68.44度,尚未被人为坠毁,那么我们可以带东方红一号回家吗?
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机械臂事实上,现在我国具有将东方红一号带回地球上的能力,甚至有能力通过改造让它重新回到太空中工作,但有个问题,那就是无法在太空中捕获东方红一号,要知道,东方红一号可是在高速运动,想要抓住它可谓是异想天开。
在根据真实事件改编的影片《太空救援》中,男主为了能与高速运转的航天器实现对接,差点和队友一起待在宇宙中回不来,由此可见困难。
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想要将其带回来,首先要抓取,使用的工具自然不可能是人工,只能是空间机械臂了。空间机械臂其实是一个智能机器人,只不过跟人一般想象的机器人样貌不太一样,其可以自主分析问题并采取解决措施,也可以在宇航员对其控制下进行维修对接工作,是目前宇宙航行领域出现的一个新方向。
机械臂最早是美国提出来的一个设想,主要是用来解决捕捉宇宙中运动的废弃卫星等废弃物。
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其在20世纪八十年代就已经展开相关的研究和制造。
那么现在这项技术到底发展到什么地步了呢?我国天和一号空间站核心舱可以给出答案——核心舱里装置的自由度机械臂,可以进行很多高难度操作,并且十分稳固方便。与此同时机械臂也有个缺点,那就是它不能够任意抓取物体。
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可以想象一下,一个人只有手臂没有手是怎么样的,机械臂也是差不多的情形,它缺少一只“手”,现在的机械臂只能对特定的飞船进行操作,无法直接抓取物体,自然不可能抓取东方红一号并将其带回来了。
那么带回东方红一号真的就只是痴人说梦吗?其实也不尽然,有生之年还是可以期望一下的,因为目前人类已经研制出了机械手——加拿大手,而我国也正在紧锣密鼓的研制相关机械手。
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加拿大手说加拿大手之前需要先解释一下加拿大臂。加拿大臂也是一种空间机械臂,在20世纪80年代由加拿大的一家公司主持设计的。第一次制造出来的机械臂有六个控制关节,可以在宇航员的操控下,进行维修和回收工作,例如加拿大臂就曾经帮助宇航员维修哈勃望远镜,展现了自己在宇宙中的能力,现在已经研制出来更为先进的加拿大臂2。
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另外加拿大臂2也有自己的局限性,那就是它只能与特定接口的航天器进行对接,也就是说不是随便哪个航天器,加拿大臂2都能进行捕获。
加拿大臂2比我国机械臂先进的一个点就是其可以进行组合,这也是为了解决它自身的局限性。加拿大臂2可以和其它的机械臂组合起来,形成一个像“手”一样的物体,在抓取物体方面取得了重大成就,并且不再受到特定接口的限制,可以抓捕任何物体。
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这也正是我国不能带东方红一号回来的关键原因所在,只要这项技术难题不攻破,东方红一号就只能在太空中绕着地球飞行。
虽然目前我国还没有完全掌握机械臂组合技术,但也在发展相关技术。根据央视曝光的一个中科院3D演示视频中,我们可以了解到中国已经掌握了部分相关技术,正在加快研发“机械手”。
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或许我们可以将这只“手”命名为太空蜘蛛,因为从演示视频中来看,它长得太像一只蜘蛛了。根据相关人员透露的消息,太空蜘蛛可以跟机械臂组合使用,不仅可以从航天器里取出小型物件,也能与机械臂分离,单独工作,处理一些精细的工作。
虽然目前太空蜘蛛还在研发阶段,但是我们有理由相信我国科学家的智慧,他们一定能研制成功,让我国的机械臂技术再上一层楼,成功带东方红一号回家,可能在科学家的修复下,我们还能听过过去岁月中响彻宇宙的那首《东方红》。
东方红一号
目前,我国的机械臂和机械手等研究比不上加拿大等国家,但我们也不应该感觉沮丧,这是因为我国的发展时间和技术基础的确无法跟美俄等国家相比,甚至还面临着技术垄断的困境。我们应该相信,只要我们足够努力,一定能达到领先世界的技术水平,成功将东方红一号带回家。

老虎蜻蜓 发表于 2022-8-11 22:53:09

汽车是反复使用的,对可靠性要和成本都有要求。卫星的政治性多,能上天工作就行,不计成本,两者没有可比性。汽车发动机,要使用十几年,火箭发动机,就一次使用机会,怎么比?
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