加拿大臂

加拿大臂（英語：Canadarm）的正式名稱是穿梭機遙控機械手系統（英語：Shuttle Remote Manipulator System），是國際太空站上由加拿大太空總署設計的一系列機械手臂，用於部署、移動和捕獲有效載荷。在哥倫比亞號穿梭機災難之後，加拿大臂與軌道器臂傳感器系統（英語：Orbiter Boom Sensor System）（OBSS）配合使用，用來檢查穿梭機隔熱系統的損傷。國際太空站上最新的移動維修系統也被稱為"加拿大臂2號"，也由加拿大宇航局設計。前加拿大總督、前太空人朱莉·帕耶特曾參與加拿大臂的設計和安裝。

研製

1969年，加拿大受美國太空總署（NASA）邀請參加穿梭機計劃。^[1]加拿大DSMA Atcon公司曾製造過一個可以向CANDU核反應堆（英語：CANDU reactor）注入燃料的機械人，這個機械人吸引了NASA的注意。^[1]1975年，NASA和加拿大國家研究理事會（英語：National Research Council (Canada)）簽署了一個合作諒解備忘錄，讓加拿大研製和建造穿梭機遙控機械手系統（英語：Shuttle Remote Manipulator System），也就是加拿大臂。^[2]

第一台加拿大臂於1981年4月運送至NASA。^[3]總共有五台加拿大臂（分別是201,202,301,302和303）建造並移交給了NASA。其中302號加拿大臂在挑戰者號穿梭機災難中被損毀。^[4]

設計與性能

最初的加拿大臂能夠在太空中部署重達29噸的有效載荷。^[5]在1990年代中期，為支持空間站組裝作業，機械臂控制系統經重新設計，有效載荷能力提高到了266噸。^[6]儘管加拿大臂在太空的微重力中可以操控一輛滿載公交車重量的運載物，但在地面上機械臂的馬達連機械臂自身的重量都不能舉起。^[7]

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、仰俯和內外旋三個關節。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錨鈎固定裝置。

服役歷史

在穿梭機計劃早期的測試階段，有一個模擬的加拿大臂安裝在企業號穿梭機上，軌道器的運貨艙門打開時可以看到這台加拿大臂。^[8]1981年，在哥倫比亞號穿梭機的STS-2任務中，加拿大臂第一次進行在軌測試。加拿大臂的第一次操作是在STS-3任務中，用於部署和移動等離子體診斷模塊（英語：Plamsa Diagnostics Package）。^[9]加拿大臂跟隨5架穿梭機總計執行了超過90次任務。

自從加拿大臂2號安裝到國際太空站上之後，加拿大臂將穿梭機運載的用於組裝空間站的部件傳遞給加拿大臂2號。兩台機械臂通過部件串聯在一起的狀態，被媒體戲稱為「加拿大握手」。

退役

加拿大臂第90次也是最後一次任務是在2011年7月的STS-135任務，運送Raffaello多用途後勤艙（英語：Multi-Purpose Logistics Module）到國際太空站並返回。此後，加拿大臂隨穿梭機一起退役。發現號的加拿大臂與發現號一起陳列在美國國家航空航天博物館中。^[10]奮進號的加拿大臂在STS-134任務（也是奮進號最後一次任務）中，由於任務需要將加拿大臂拆下。本來計劃在返回地球後陳列在加拿大太空局總部^[10]^[11]，但是奮進號的加拿大臂現在被永久陳列在位於渥太華的加拿大航空博物館^[12]^[13]^[14]。最後一台進入太空的加拿大臂，搭載在亞特蘭蒂斯號上的加拿大臂，於2011年7月完成了最後一次穿梭機任務STS-135。這台加拿大臂被運至位於休斯頓的NASA林頓·約翰遜太空中心，用作工程學的研究並有可能在未來的任務中重新啟用。^[15]

在媒體中的出現

在電影鋼鐵蒼穹中，一架名叫「加拿大臂3號」的隸屬於加拿大皇家空軍的軍事航天器，被用在與納粹德國戰鬥的地球保衛戰中。^[16]
2012年11月13日，加拿大版Google在它的首頁上展示了一幅加拿大臂的塗鴉，用來紀念加拿大臂第一次在太空使用30周年。^[17]
在2013年電影《地心引力》中，一台穿梭機上的加拿大臂被用於維修哈勃望遠鏡。^[18]

參考文獻

^ ^1.0 ^1.1 Dotto, Lydia. A Heritage of Excellence: 25 years at Spar Aerospace Limited. David Steel. Canada: Spar Aerospace Limited. 1992: 41–42. ISBN 0-9696618-0-0.
^ Wilks, Brian. Browsing Science Research at the Federal Level in Canada: History, Research Activities and Publications. University of Toronto Press: 117. 2004 [22 November 2013]. （原始內容存檔於2014-01-03）.
^ The Shuttle Remote Manipulator System -- The Canadarm. IEEE Canada. [22 November 2013]. （原始內容存檔於2015-12-20）.
^ Flight History of Canadarm. Canada Space Agency. 28 October 2011 [27 October 2012]. （原始內容存檔於2011-05-17）.
^ Demeo, M.E. REMOTE MANIPULATOR SYSTEM (RMS)- BASED CONTROLS-STRUCTURES INTERACTION(CSI) FLIGHT EXPERIMENT FEASIBILITY STUDY (PDF). January 1990 [2022-12-18]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-12-18）.
^ Space Shuttle Canadarm Robotic Arm Marks 25 Years in Space. [2022-12-18]. （原始內容存檔於2023-02-25）.
^ Garry Lindberg. Canadarm and its U of A Connections. U of A Engineer Magazine (University of Alberta). [7 December 2011]. （原始內容存檔於2004年11月29日）.
^ Justin Ray. Vandenberg's space shuttle hangar. Space Flight Now. 5 January 2011 [27 October 2012]. （原始內容存檔於2016-01-21）.
^ 加拿大航天局. Flight History of Canadarm. [2016年1月1日]. （原始內容存檔於2011年5月17日）.
^ ^10.0 ^10.1 Chris Gebhardt. Discovery’s retirement plans provide insight into the fate of the robotic arm. NASA. 17 November 2010 [27 October 2012]. （原始內容存檔於2016-01-02）.
^ Roland Kiehne. Letter: Canadarm should be easy to visit. The Montreal Gazette. 27 July 2012 [27 October 2012]. ^{[永久失效連結]}
^ Andy Johnson. Unveiling exhibit, Hadfield sends first Canadarm 'last command' from space. CTV News. 2 May 2013 [2 May 2013]. （原始內容存檔於2016-03-04）.
^ Elizabeth Howell. Space Shuttle's Robotic Arm Goes on Display at Canadian Museum. Space.com. 2 May 2013 [2 May 2013]. （原始內容存檔於2015-11-07）.
^ Canadian Space Agency. Minister Moore Unveils Exhibit for Canada's National Space Icon: the Canadarm. Canadian Space Agency. 2 May 2013 [1 July 2013]. （原始內容存檔於2013年5月6日）.
^ Canadarm on display: Space shuttle robot arm unveiled at Canadian museum. 2 May 2013 [2015-12-31]. （原始內容存檔於2015-12-27）.
^ Canadarm - Iron Sky Wiki. Wikia. [2016-01-01]. （原始內容存檔於2016-03-05）.
^ Google doodle honours Canadarm at 31. CBC News. 13 November 2012 [13 November 2012]. （原始內容存檔於2013-01-29）.
^ Canadarm - Gravitymovie Wiki. Wikia. [2016-01-01]. （原始內容存檔於2016-03-05）.

外部連結

參見

移動維修系統，也被稱作加拿大臂2號，是安裝在國際太空站上的機械臂。
加拿大航天局

[25Years-1] 1.0 ^1.1 Dotto, Lydia. A Heritage of Excellence: 25 years at Spar Aerospace Limited. David Steel. Canada: Spar Aerospace Limited. 1992: 41–42. ISBN 0-9696618-0-0.

[2] Wilks, Brian. Browsing Science Research at the Federal Level in Canada: History, Research Activities and Publications. University of Toronto Press: 117. 2004 [22 November 2013]. （原始內容存檔於2014-01-03）.

[3] The Shuttle Remote Manipulator System -- The Canadarm. IEEE Canada. [22 November 2013]. （原始內容存檔於2015-12-20）.

[4] Flight History of Canadarm. Canada Space Agency. 28 October 2011 [27 October 2012]. （原始內容存檔於2011-05-17）.

[5] Demeo, M.E. REMOTE MANIPULATOR SYSTEM (RMS)- BASED CONTROLS-STRUCTURES INTERACTION(CSI) FLIGHT EXPERIMENT FEASIBILITY STUDY (PDF). January 1990 [2022-12-18]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-12-18）.

[6] Space Shuttle Canadarm Robotic Arm Marks 25 Years in Space. [2022-12-18]. （原始內容存檔於2023-02-25）.

[UofAEngMag-7] Garry Lindberg. Canadarm and its U of A Connections. U of A Engineer Magazine (University of Alberta). [7 December 2011]. （原始內容存檔於2004年11月29日）.

[8] Justin Ray. Vandenberg's space shuttle hangar. Space Flight Now. 5 January 2011 [27 October 2012]. （原始內容存檔於2016-01-21）.

[9] 加拿大航天局. Flight History of Canadarm. [2016年1月1日]. （原始內容存檔於2011年5月17日）.

[chrisg-10] 10.0 ^10.1 Chris Gebhardt. Discovery’s retirement plans provide insight into the fate of the robotic arm. NASA. 17 November 2010 [27 October 2012]. （原始內容存檔於2016-01-02）.

[11] Roland Kiehne. Letter: Canadarm should be easy to visit. The Montreal Gazette. 27 July 2012 [27 October 2012]. ^{[永久失效連結]}

[12] Andy Johnson. Unveiling exhibit, Hadfield sends first Canadarm 'last command' from space. CTV News. 2 May 2013 [2 May 2013]. （原始內容存檔於2016-03-04）.

[13] Elizabeth Howell. Space Shuttle's Robotic Arm Goes on Display at Canadian Museum. Space.com. 2 May 2013 [2 May 2013]. （原始內容存檔於2015-11-07）.

[14] Canadian Space Agency. Minister Moore Unveils Exhibit for Canada's National Space Icon: the Canadarm. Canadian Space Agency. 2 May 2013 [1 July 2013]. （原始內容存檔於2013年5月6日）.

[15] Canadarm on display: Space shuttle robot arm unveiled at Canadian museum. 2 May 2013 [2015-12-31]. （原始內容存檔於2015-12-27）.

[16] Canadarm - Iron Sky Wiki. Wikia. [2016-01-01]. （原始內容存檔於2016-03-05）.

[17] Google doodle honours Canadarm at 31. CBC News. 13 November 2012 [13 November 2012]. （原始內容存檔於2013-01-29）.

[18] Canadarm - Gravitymovie Wiki. Wikia. [2016-01-01]. （原始內容存檔於2016-03-05）.

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閱論編美國太空總署穿梭機計劃（STS）
穿梭機任務列表機組人員（英語：List of Space Shuttle crews）
組件	軌道器（OV）固體助推器（SRB）外儲箱（ET） RS-25主發動機（SSME）軌道機動系統（OMS）姿態控制發動機（RCS）隔熱系統（TPS） Booster separation motor（英語：Booster separation motor）
軌道器	企業號哥倫比亞號挑戰者號發現號亞特蘭提斯號奮進號
插件	太空實驗室（ESA）加拿大臂（CSA） Extended Duration Orbiter（英語：Extended Duration Orbiter） Remote Control Orbiter（英語：STS-3xx#Remote Control Orbiter） Spacehab（英語：Spacehab） MPLM（英語：Multi-Purpose Logistics Module）
站點	甘迺迪航天中心LC-39 范登堡空軍基地SLC-6（英語：Vandenberg Space Launch Complex 6）降落場地（英語：List of space shuttle landing sites） Shuttle Landing Facility（英語：Shuttle Landing Facility） Abort Landing Sites（英語：Space Shuttle abort modes#Emergency_landing_sites）
任務與訓練	任務列表（已取消任務列表（英語：Canceled Space Shuttle missions））機組人員（英語：List of Space Shuttle crews）任務時間軸 Rollbacks（英語：List of space shuttle rollbacks） Abort modes（英語：Space Shuttle abort modes） Rendezvous pitch maneuver（英語：Rendezvous pitch maneuver） Shuttle Mission Simulator（英語：Shuttle Mission Simulator） Shuttle Training Aircraft（英語：Shuttle Training Aircraft）
試驗	Inspiration號（英語：Space Shuttle Inspiration）（設計）開路者號（模擬器） MPTA（英語：Space Shuttle Main Propulsion Test Article） Approach and Landing Tests（英語：Approach and Landing Tests）
事故	挑戰者號事故（報告）哥倫比亞號事故（報告（英語：Columbia Accident Investigation Board））
支持系統	穿梭機運輸車 Mate-Demate Device（英語：Mate-Demate Device） Mobile launcher platform（英語：Mobile launcher platform） NASA recovery ship（英語：NASA recovery ship） Orbiter Processing Facility（英語：Orbiter Processing Facility） Shuttle Avionics Integration Laboratory（英語：Shuttle Avionics Integration Laboratory）（SAIL）穿梭機運輸飛機（飛行列表（英語：List of Shuttle Carrier Aircraft flights）） STS-3xx（英語：STS-3xx）
特別計劃	STS-61-A Getaway Special（英語：Getaway Special） Journalist in Space（英語：Journalist in Space Project） Teacher in Space（英語：Teacher in Space Project）穿梭機-和平號計劃 Hitchhiker（英語：Hitchhiker Program）
航天服	艙外機動裝置 Shuttle Ejection Escape Suit（英語：Shuttle Ejection Escape Suit） Launch Entry Suit（英語：Launch Entry Suit） Advanced Crew Escape Suit（英語：Advanced Crew Escape Suit）
實驗	FREESTAR（英語：Freestar experiment） Inflatable Antenna（英語：Inflatable Antenna Experiment） Spartan Packet Radio（英語：Spartan Packet Radio Experiment） Shuttle pallet satellite（英語：Shuttle pallet satellite） Wake Shield Facility（英語：Wake Shield Facility）
衍生品（英語：Shuttle-derived vehicle）	Saturn-Shuttle（英語：Saturn-Shuttle）（概念） Magnum（英語：Magnum (rocket)） Shuttle-Derived Heavy Lift Launch Vehicle（英語：Shuttle-Derived Heavy Lift Launch Vehicle）（HLV） Jupiter（英語：DIRECT & Jupiter Rocket Family）穿梭機-C Shuttle-Centaur（英語：Shuttle-Centaur）戰神火箭一號四號五號太空發射系統（SLS） OmegA
複製品	獨立號（英語：Space Shuttle Independence）
相關	Design process（英語：Space Shuttle design process） Inertial Upper Stage（英語：Inertial Upper Stage） Payload Assist Module（英語：Payload Assist Module）國際太空站 Criticism（英語：Criticism of the Space Shuttle program） Retirement（英語：Space Shuttle retirement） Conroy Virtus（英語：Conroy Virtus）