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作者：瑞立安｜盗版必究
中国空间站，是长期有人值守的空间站，在轨运行与建设的过程中，会进行试验舱段和补给舱的更替。将来还要提供在轨卫星维护等众多的科学试验。因此进行舱段对接，是必不可少的工作。机械臂辅助舱段，就是为了解决后续发射的太空实验舱，能够精准辅助对接空间站的工作。将机械臂安装在空间辅助舱段，使主动对接舱向被动对接舱，提供对接的动力辅助，来克服对接目的阻力。依靠安装在主动舱与被动舱上的对接构件，来实现两舱的对接工作。
神舟十二号乘组，北京时间2021年7月4日14点57分首次出舱活动，历经7小时，刘伯明出舱安装脚限，机械臂调整等，很多高难度活动，都是在机械臂的辅助下进行的，汤洪波出舱，机械臂都提供了有力的安全保障。在太空机械臂的辅助下，安装舱外全景相机。刘伯明进舱，全程都在机械臂的辅助下，安全顺利地进入舱内，这是所有参与科研人员的骄傲。
两个舱段的对接过程与方法，由主动对接舱口捕获导向瓣片，与被动对接的瓣片校正环扣，对接成功后进行密封锁紧。这样就顺利完成了对接工作。那么到底谁是主动舱，谁是被动舱呢！很简单，谁想与空间站对接，谁就是主动舱。当接触传感器发出接触信号时，机械臂转为解锁模式，处于不控制的柔性状态，防止机械硬接触导致损坏甚至事故，当确认两个目标开始对接时，主动舱发动机开始喷气沿轴向推进，完成空间站在轨舱段，与目标舱段完成对接任务。
此方法全球没有先例，对于机械臂的技术应用，中国在工业机器人的应用中，技术已经非常成熟，借鉴到航天领域应用，还需要更多的技术探索。应用于空间站轴向对接。当侧向对接时，采用发动机喷气的方法，会给空间站的姿态，带来很大的扰动。甚至有可能给空间站，带来失控的危险，后果将不堪设想。而机械臂辅助舱段对接，优势明显胜过发动机喷气，依靠机械臂动力提供对接，以克服对接过程中产生的阻力。
采用机械臂辅助舱段对接技术，可以减小主动舱与被动舱之间的冲击力。对空间站姿态的影响相对较小，而且安全系数非常高，适用于各个方向的对接。很显然，机械臂对接辅助舱，是飞来空间站对接的发展趋势。目前国外还没有应用先例。中国空间站机械臂辅助舱，对接技术应该是开创先河。但是，机械臂辅助舱段对接技术，仍然存在不足的地方。比如缺乏有效的传感器支持，不能直接测量，捕获环扣之间的作用力。还有测量控制误差的问题，使得空间机械臂，不能完全按照设定的轨迹运动。
影响机械臂辅助舱段对接的技术难点，主要有三个方面。首先，如何在机械臂没有力传感器的情况下，准确感知外部力量，并作出有效的应对。其次，机械臂辅助对接时能否提供，足够动力以完成对接，并保证对接过程中，捕获环之间的碰撞力，保持在安全的值以内。最后，空间机械臂在辅助对接过程中，能有效地控制自身构型，不会影响空间站的在轨运行安全。机械臂抓着对接舱段，沿着对接方向前进，主动捕获环与被动捕获环，在导向瓣的导向作用下，安全平稳地相互靠近，确保对接舱能够捕获并锁定。
机械臂辅助舱段对接时，出于安全性考虑，舱段间相对运动速度很低，接近于静态过程。因此，对接导向瓣在相对坐标时，保证平稳滑入的过程中，需要机械臂提供动力，以克服对接机构的接触力和捕获锁的触发力。利用机械臂拥有的七处关节，两处末端执行机构，分毫不差地进行密封锁定。空间机械臂，最大承载能力25吨，可以抓着十几吨的庞然大物，进行安全对接。同样，机械臂可以保障宇航员进行舱外活动，以及对空间站的配件更换维修，起到搬运工作，和提供安全保障措施。
空间站机械臂，还有个非常重要的功能，就是可以灵活协助，天外的不速之客，如遇到太空垃圾，或遇上其他偏航的人造卫星，对空间站的安全，产生威胁的时候，可以通过宇航员手动控制，进行有效的拦截和抓取，保障中国空间站的安全运行。空间站机械臂，也是卫星在轨维修的好帮手，他就像港口码头的起重机，为中国空间站提供强大的货物起吊支撑。
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