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深圳造機械臂在太空給衛星“加油”
2026-03-25 13:47

【識港網訊】北京時間2026年3月16日12時12分,快舟十一号遙七運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空,“一箭八星”将八顆衛星送入預定軌道。此次任務中,由清華大學深圳國際研究生院王學謙教授團隊牽頭研制的“空間柔性連續體機械臂”随“西垣0号”衛星(馭星三号06星)一同進入太空。近日,該衛星成功在太空中通過柔性機械臂載荷開展了模拟燃料加注、柔順控制操作等關鍵技術驗證,爲未來空間在軌服務、燃料補給及空間碎片治理等應用提供了技術支撐。

據介紹,這一技術被稱爲“太空加油”,即在軌燃料加注技術,旨在延長航天器工作壽命,突破燃料攜帶量的限制。此次任務中,機械臂要在數十萬米高度的軌道上精準對接至燃料加注口,難度堪比在太空中“穿針引線”。

人物故事

打造太空的“4S服務店”

此次搭載的柔性機械臂就像一個靈活的象鼻,由多個柔性彈簧管串聯組成,采用“繩索驅動”方式,形成“電機—繩索—關節—末端”的控制鏈路,其動力學模型極其複雜,可卷曲、扭轉、纏繞,且能适應複雜狹小空間。

王學謙的科研夢想,始于童年時期對機器人的向往。2003年,他踏入哈爾濱工業大學,相繼攻讀碩士、博士學位,開啓空間機器人領域的科研探索之旅。2014年,博士後出站的他加入清華大學深圳研究生院(現清華大學深圳國際研究生院),與團隊聚焦空間機器人在軌服務關鍵技術攻關。就在此次發射任務前不久,王學謙獲評2025年廣東省“最美科技工作者”。

“汽車壞了可以進4S店維修,但航天器在太空中‘抛錨’了怎麽辦?”王學謙介紹,空間機器人就好比太空中的“4S服務店”,能替人類進行科學試驗、出艙操作,甚至爲航天器“加油”、維修,清理空間碎片,爲我國航天在軌服務提供核心支撐。

技術攻關

熱真空試驗中“絕處逢生”

在太空中,微小抖動都可能導緻衛星姿态偏移,影響對接成功率。爲解決控制難題,團隊在硬件設計上納入極端工況約束,控制算法曆經多輪仿真迭代和大量地面試驗。

據團隊回憶,在熱真空試驗中,他們也曾遇到“絕處逢生”的場景。該試驗主要模拟太空高低溫交替環境,當機械臂被送入巨大的真空罐後,曾因溫度變化引發材料微變形,導緻臂體失控抖動、監控數據出現異常,帶來試驗中斷、周期重啓的風險。團隊必須在有限的試驗窗口期内解決問題,曆經三天攻關修正算法,最終排除故障。

“我們的工作不僅僅是做科研,更是要爲國家和社會創造價值。”多年來,王學謙帶領團隊潛心探索、反複試驗,攻克了空間機器人總體設計、動力學控制、遙操作等“卡脖子”難題,研制出繩驅動空間柔性機械臂和敏捷機械臂,以及基于三維手勢天地閉環遙操作系統,圓滿完成了多項重要航天任務,曾獲得國家科技進步獎特等獎、國家技術發明獎二等獎、150餘項授權發明專利……

深圳科技

從深圳實驗室到太空軌道

2025年廣東省“最美科技工作者”榮譽,是對王學謙20餘年科研堅守的高度肯定。但在王學謙心中,“最美”的不是領獎台上的榮光,而是航天器在軌安全運行的平穩軌迹,是實驗室裏師生潛心鑽研的專注身影,是科技轉化爲現實生産力的堅實步伐,是每一次攻克難題後,爲國家航天事業添磚加瓦的踏實與笃定。

“未來,我希望能在科技報國的道路上走得更穩、更遠,真正發揮榜樣的引領作用,帶動更多人投身科研、奉獻社會。”王學謙表示,科研與産業的深度融合,是驅動未來科技發展的核心動力。深圳作爲我國科技創新的前沿陣地,彙聚了衆多頂尖的機器人與人工智能企業,爲前沿技術從實驗室走向市場,提供了真實的應用場景和高效的協同鏈條。

據透露,目前該團隊已在規劃研究新一代更智能、可靠的遠距離太空加油機械臂。如今,從深圳的實驗室伸向宇宙的“臂膀”,握住的不僅是加快實現科技自立自強的信念,更是一份讓人類航天活動走得更遠、更可持續的使命。

责任编辑:zhaopengcheng