啥？龍飛船與空間站對接要靠麒麟臂！

小火箭出品

本文作者：邢強博士

北京時間公元2017年2月23日18點44分27秒，貨運版龍飛船在經歷了昨日的波折之後，終於成功被國際空間站捕獲。

對於無人貨運飛船來說，除了貨艙容積、載荷重量這2個關鍵指標之外，最為重要的性能莫過於可靠的對接能力了。

龍飛船是如何與國際空間站對接的呢？

有趣的是，龍飛船沒有使用經典的APAS-89異體同構周邊式對接系統，也沒有用LIDS低衝擊對接系統，而是充分藉助了國際空間站的能力：借用空間站的機械臂將自己抓住，然後慢慢與空間站對接。（這個思路省去了太多中間過程，不過對國際空間站的宇航員來說，壓力還是蠻大的。）

國際空間站伸出來的機械臂已經抓住了龍飛船。

機械臂旋轉摺疊，將龍飛船拉向空間站。

然後咣當一下子，龍飛船與空間站的介面對上了。

國際空間站上的這個機械臂的本名是移動維修系統（MSS），不過其更廣為人知的名字是加拿大臂2號。

加拿大臂長15.2米，直徑38厘米，重450千克，有6個自由度。加拿大臂有6個關節，可以大致的對應到人體手臂的關節。肩部橫擺和仰俯兩個關節，肘部仰俯一個關節，腕部橫擺、仰俯和內外旋3個關節。加拿大臂腕部的末端裝有末端操作器，用來抓住運載物上的抓牢固定裝置。

1969年，加拿大受NASA的邀請參加太空梭計劃。然後，加拿大就研製出了這麼一條給力的機械臂。（總共製造了5條機械臂，太空梭退役後，機械臂繼續在國際空間站上發揮重要作用。）

宇航員在國際空間站內遙控機械臂抓住龍飛船。

不過，龍飛船在對接過程中並不是什麼都不做的。除了要維持自身的軌道和姿態穩定之外，還要時刻向國際空間站的宇航員提供自身與空間站的相對距離、相對速度和姿態等信息。而這些，是由龍飛船的龍眼系統提供的。

當一個國家或一個公司的航天運輸系統發展到一定程度的時候，其航天任務內容中就會有大量未雨綢繆提前規劃的事情。比如在龍飛船執行任務之前，NASA和SpaceX就趁太空梭尚未退役的時候，藉助太空梭對龍飛船的對接輔助系統進行了測試。上圖為2011年2月24日，發現號太空梭在執行太空梭第133次任務（退役前的倒數第3次任務）時，上面搭載的龍飛船系統的龍眼系統。

奮進號太空梭也搭載過龍眼系統（上圖紅框內）與國際空間站進行了測試。

在龍眼系統眼裡，國際空間站的對介面是上圖的樣子。龍眼系統本質上是一套激光雷達。激光雷達對物體距離的測量與通常所說的雷達類似，都是通過測量發送和接受到的脈衝信號的時間間隔來計算物體的距離。由於原理上的相似性，儘管雷達的準確定義是使用微波或無線電波等波長較長的電磁波進行測距的設備，但是激光雷達這一術語仍然被廣泛使用。

另外，商業航天的發展也促使國際空間站進行升級改進。在龍飛船給國際空間站的貨運任務中，第9次任務裝載的是IDA 2對接環。這個對接環專門用來改善商業航天公司的飛船與國際空間站的對接情況。

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龍飛船與國際空間站對接全過程

5分31秒視頻，展示龍飛船與國際空間站對接的抓取過程。