20年前，空間站安裝加拿大2號機械手臂，詳細高畫質圖文實錄

在這張2021年4月5日拍攝的照片中，加拿大2號機械手臂清晰可見，SpaceX的龍飛船也清晰可見。

20年前的今天，國際空間站（ISS）建設、擴建和維護的一個關鍵參與者，乘坐“奮進”號太空梭和她的STS-100機組人員進入軌道。加拿大對空間站專案的貢獻——57。7英尺長（17。6米）的加拿大2號，又稱為“大臂”——是太空梭自身遙控作業系統（RMS）的演變。

自2001年4月抵達加拿大以來，加拿大2號已經幫助建造了整合桁架結構（its），裝載了發電太陽能電池板、電池和散熱器，並安裝了來自美國宇航局及其國際合作夥伴的加壓和非加壓元件。而在2009年9月至2021年2月期間，“大臂”號從美國作戰航段（USOS）捕獲、停泊、離泊和釋放了不少於44艘無人駕駛貨船。說加拿大2號衛星是空間站最重要的元素之一併不過分。

自從羅納德·里根總統在1984年1月的國情諮文中最初提出由美國領導的空間站以來，加拿大透過其機器人裝配和維護移動服務中心（MSC）一直是堅定的支持者和參與者。該空間站於1988年6月被命名為“自由號”，隨後經過幾次設計化身，以及痛苦的重新設計過程，最終與俄羅斯合作，並經歷了國際空間站的重生。

20年來，加拿大2號在國際空間站的建設中被證明是不可或缺的。在這裡，在2006年12月，它可以看到在與太空梭的行動’在P-5桁架節段安裝期間，遠端機械手系統（RMS）臂。

到1997年年中，比預定的開工時間提前不到一年，加拿大2—官方指定的空間站遙控作業系統（SSRMS）—為國際空間站裝配任務6A（第六次專用太空梭建造飛行）制定了基線，然後計劃於1999年6月在亞特蘭蒂斯號上發射。與RMS不同，大臂有七個自由度，透過兩個自由度的存在“手腕” 還有兩個“手，” 有能力“尺蠖” 透過與電源和資料抓鬥裝置（PDGFs）介面沿ISS結構。這使得它的觸角遠大於太空梭。

1997年6月，美國國家航空航天局宣佈了一批太空行走者，以迎接這一任務以及其他EVA和機器人的繁重任務。分配到6A的是克里斯·哈德菲爾德，他將成為加拿大’與美國國家航空航天局（NASA）合作的第一個太空行走者’是鮑勃·庫比姆。在兩次計劃的撤離行動中，哈德菲爾德和庫比姆的任務是裝備新抵達的美國實驗室，並安裝重達3970磅（1800公斤）的加拿大2號機械手臂。

克里斯·哈德菲爾德（右）和斯科特·帕拉辛斯基準備在2000年12月進行水下訓練。

哈德菲爾德在他的回憶錄《宇航員地球生命指南》中寫道：“這是世界上最昂貴、最複雜的建築工具，要想讓它投入使用，需要的不是一個EVA，而是兩個EVA。”。“我是EV1，太空漫步領隊，雖然我這輩子從沒出過太空船。”

將太空行走與同時攀巖、舉重、修理小型發動機和表演複雜的雙人舞相比較，哈德菲爾德很快就認識到，這兩種撤離行動都需要數百人精心編排。他寫道：“過度規劃是必要的，因為任何EVA都是危險的。”。“你在冒險進入一個完全不利於生活的真空地帶。如果你遇到麻煩，你不能把它拖回太空船裡。”在接下來的兩年裡，哈德菲爾德和庫比姆致力於開發他們的兩個eva，併成為一個緊密聯絡的團隊。

國STS-100機組人員身著橙色套裝，從左至右依次為尤里·隆恰科夫、肯特·羅明格、翁貝託·吉多尼、傑夫·阿什比和約翰·菲利普斯，身著白色EVA套裝的斯科特·帕拉辛斯基（左）和克里斯·哈德菲爾德。圖片來源：美國宇航局

與此同時，國際空間站建設工作的延誤導致6A和其他幾項任務滑向右側，最終最快直到2000年年中。1999年9月，美國宇航局（NASA）資深太空行走者馬克•李（Mark Lee）從STS-98-Curbeam離職後，他被調到了原來的位置，經驗豐富的太空梭宇航員斯科特•帕拉辛斯基（Scott Parazynski）也被調到6A號的哈德菲爾德（Hadfield）工作。

最後，當國際空間站的組裝工作在拖延了兩年後重新開始時，該任務接收了剩餘的機組人員。到這一階段，6A的目標已擴大到包括義大利建造的多用途後勤艙（MPLM）的第二次飛行，2000年2月，義大利宇航員翁貝託·吉多尼被派往哈德菲爾德和帕拉辛斯基。2000年9月，美國航天局任命宇航員傑夫·阿什比、約翰·菲利普斯和俄羅斯宇航員尤里·隆恰科夫（Yuri Lonchakov）為七名宇航員，由四屆太空梭老將肯特·羅明格（Kent Rominger）指揮。

STS-100機組補丁，上面印著七名機組人員的名字，在它的底部，還有加拿大2號的有效載荷。

與美國、俄羅斯、義大利和加拿大的宇航員和宇航員一起，這使得STS-100成為當時乘坐太空梭的最多樣化的國際機組人員。四個分散的國家參加了一次飛行任務，這大大超過了此前三個國家的記錄，而這一記錄是在幾次太空梭飛行中取得的。1985年6月，STS-51G將美國、法國和沙烏地阿拉伯的公民計算在內，同時，一些“挑戰者”號後的任務也有來自三個國家的代表。

“它的成員代表的國家比其他任何一個單一的船員都多，”美國宇航局的STS-100新聞資料袋指出。“一旦登上空間站，該專案五分之四的主要合作伙伴將派代表出席，這是有史以來一起登上空間站最多的一次。”

指揮官肯特·羅明格（右前）和飛行員傑夫·博恩斯比（左前）帶領STS-100機組人員走出行動與結賬樓，於2001年4月19日駛往發射臺。

到了這一階段，6A已經轉向奮進號太空梭，根據Hadfield在一次飛行前NASA的採訪中稱，STS-100的任務指定人“不錯，圓號”，最早於2001年4月。羅明格所稱的“侵略性飛行”的起飛時間是4月19日下午2時41分準時進行的。

奮進號很快在佛羅里達州肯尼迪航天中心（KSC）清理了39A號歷史性地坪塔，並滾上了她的背，兩天後，她將駛向51。6度的軌道，並與國際空間站交會對接。在此期間，羅明格、阿什比和菲利普斯監督了一系列推進器“燃燒”，使其軌道與多國前哨的軌道更加緊密對齊，而哈德菲爾德和帕拉茲恩斯基則努力準備他們龐大的太空服，圭多尼和龍查科夫為貨物轉執行動做好準備。

美國東部時間2001年4月19日下午2時41分，“奮進”號在高空咆哮

4月21日一早，在被肯尼·洛金斯（Kenny Loggins）的歌曲《危險地帶》（Danger Zone）的旋律喚醒之後，船員們把奮進號帶到了距離空間站約600英尺（180米）“以下”的一個地點，然後海軍高炮畢業生羅明格（Rominger）和阿什比（Ashby）進行了最後的會合。（有趣的是，阿什比1986年畢業於美國海軍著名的戰鬥機武器學校，就在同一年，電影《大炮》和《洛金斯的調子》獲得了全世界的讚譽。）

美國東部時間上午9點59分，羅明格用精確的技巧平穩地停靠在美國命運號實驗室前向端的加壓匹配介面卡（PMA）-2介面上。在接觸和抓捕時，這兩輛車正飛到南太平洋上空，就在紐西蘭東南部。

國際空間站（ISS）在奮進號上顯得很重要’2001年4月21日，在執行STS-100任務的兩天內，也就是對接前不久。

艙口將一直關閉，直到哈德菲爾德和帕拉辛斯基’這是自奮進號以來的第一個伊娃的座艙壓力已從正常的14。7磅/平方英寸降至10。2磅/平方英寸，以適應“呼吸前” 要求。也就是說，宇航員們在對接後不久就進入了PMA-2，取回了遠征2號機組人員留下的手槍夾工具（PGT），這將在EVA期間使用。作為回報，他們為俄羅斯宇航員尤里·烏薩切夫和美國宇航員吉姆·沃斯和蘇珊·赫爾姆斯留下了水容器、電腦裝置、新鮮食物、IMAX相機膠片和飛行資料檔案（FDF）檔案。

隨著他們的6。5小時長榮-1定於4月22日凌晨開始，哈德菲爾德和帕拉辛斯基和他們的船員早早醒來，並著手準備工具和裝置，穿上他們的電動車。協助“腦室內” （四） 船員菲利普斯，哈德菲爾德在“EV1公司” 西服，腿上有紅色條紋以供識別，而帕拉辛斯基穿著純白西服並帶有“EV2型”。 操作穿梭機’在遠足期間，他們是阿什比和吉多尼。為了紀念加拿大’在第一次太空行走中，機組人員被已故加拿大民謠音樂家兼歌手兼詞曲作者斯坦·羅傑斯的聲音驚醒。

隨著加拿大2號飛船的發射，兩個機械臂將首次同時在兩個不同的有人駕駛的航天器上並行使用。從形象和字面上講，長期服役的RMS太空梭將與更新、更大、更強大的國際空間站對手進行獨特的“握手”。

太空行走於美國東部時間4月22日上午7：45開始，兩人很快開始工作。阿什比和吉多尼在太空梭內部工作時，用奮進號的RMS臂將一個太空實驗室托盤從有效載荷艙中分離出來，並將其鎖在“命運”號實驗室頂上的一個搖籃上。這個托盤上有3970磅（1800公斤）的加拿大2號，以及一個超高頻（UHF）天線，以實現未來EVAs上以及太空梭和國際空間站之間的空間對空間通訊。

克里斯·哈德菲爾德成為加拿大第一位太空行走者。

在最初的兩個小時內，哈德菲爾德和帕拉辛斯基成功地將超高頻天線連線到了“命運”號上，然後轉向他們的下一個主要目標：安裝加拿大2號。隨著哈德菲爾德在RMS和Parazynski“自由浮動”上的工作，他們釋放了四根電纜，為托盤上的飛行支援裝置抓鉤裝置（FSEGF）提供電力、指揮和影片，這將為大臂提供空間站的早期基地。帕拉辛斯基將這些電纜連線到Destiny，這使得Canadarm2能夠透過實驗室內的機器人工作站（RWS）進行控制。

隨著UHF天線的安裝在他們身後，太空行走者們從大臂的部件上取下絕緣毯，釋放了32個小的“千斤頂螺栓”，然後是8個大的“超級螺栓”。這使得他們能夠展開臂的主臂，幾分鐘後他們就就位開始展開第二個臂。

哈德菲爾德站在太空梭遙控機械手系統（RMS）臂的末端，準備為卡納達爾2提供現役服務。

接下來，他們使用手槍夾工具（PGT）來固定可擴張直徑的緊韌體，使兩個吊杆保持剛性。哈德菲爾德和帕拉辛斯基包好了他們的長榮，清理了他們的工作地點，並在美國東部時間下午2：55返回奮進號內部，經過了長達7小時10分鐘的太空行走。大約在同一時間，在命運號內部，沃斯和赫爾姆斯成功地指揮了加拿大2號的第一次行動。

哈德菲爾德說：“這真的為我們所有人在國際上可以做的事情打開了大門，開始探索太空作為一個星球。”加拿大宇航員史蒂夫·麥克萊恩（Steve MacLean）向他致以祝賀，國歌《加拿大啊》（O，Canada）是為哈德菲爾德演奏的。

2001年7月，在STS-104期間，探索者號的氣閘顯示了它寬的裝置鎖和窄的機組鎖，由

加那達

2操縱就位。這是大臂的第一個主要建設任務。

但工作還沒有結束。在空間站內部，赫爾姆斯命令加拿大2號開始從太空實驗室托盤上“步行”3小時，登上“命運號”。從本質上說，這隻大手臂“切換到了末端”，實驗室的PDGF成為了它的新基地。哈德菲爾德和帕拉辛斯基的第二次伊娃持續了7小時40分鐘。

兩人打開了命運實驗室外部的一個面板，使帕拉辛斯基能夠連線電源、資料和影片電纜，併為PDGF電路建立連線。儘管備用電源電路早期出現故障，但太空行走者號和遠征2號機組成員蘇珊·赫爾姆斯（Susan Helms）仍能夠連線到另一個聯結器，並完成通往大臂的冗餘電源路徑。

在2015年初的一次潤滑任務中，加拿大2號太空梭的一個閉鎖末端執行器（LEEs）出現在太空行走者特里·維茨面前。圖片來源：美國宇航局

27日晚，赫爾姆斯在“命運”號上操縱太空實驗室托盤，返回太空梭返回地球時，執行了加拿大2號的首次重大硬體搬遷任務。在奮進號RMS的控制下，接收托盤的是克里斯·哈德菲爾德。這一事件標誌著有史以來首次在太空進行機器人間的轉移，也是STS-100的最後一項主要任務。

美國東部時間4月29日下午1點34分，“奮進”號順利脫離空間站，開始返回地球的旅程。佛羅里達州肯尼迪航天中心（KSC）太空梭著陸設施（SLF）的雲層、陣雨和狂風最終迫使他們決定將太空梭帶回加州愛德華茲空軍基地，羅明格和阿什比在太平洋時間上午9：11（美國東部時間下午12：11）在理想天氣條件下引導他們的飛船安全著陸。STS-100在太空中飛行了490萬英里（790萬公里），在不到12天的時間裡完成了186次軌道飛行。

遠征53號太空行走者蘭迪·佈雷斯尼克（帶紅色條紋）和馬克·範德黑在2017年10月取代了加拿大2號的李-A“末端”。

任務結束了，但對加拿大2號來說，這僅僅是一個令人印象深刻的太空生涯的開始，這個生涯一直延續到今天。赫爾姆斯和哈德菲爾德在太空實驗室托盤上的機器人“下手”在很大程度上是對未來幾年隨著國際空間站越來越大，“大臂”將要完成的工作的一次彩排。兩個月後，也就是2001年7月，加拿大2號在Unity節點的右舷介面上安裝了Quest氣閘。

在接下來的十年裡，空間站的成就包括完成了空間站龐大的整體桁架結構（Its）——裝載了發電太陽能電池板、散熱器和電池，並激活了NASA及其國際合作夥伴提供的加壓和非加壓元件。其移動基地系統（MBS）和移動運輸機（MT）於2002年加入空間站，其“Dextre”專用靈巧機械手（SPDM）“hand”於2008年安裝，為加拿大2號提供了廣泛的能力範圍。

自2013年9月以來，加拿大2號已經捕獲並停泊了15艘天鵝座貨船。

2021年2月，諾斯羅普格魯曼公司（Northrop Grumman）的NG-15天鵝座（NG-15 Cygnus）被機器人捕獲並停泊，自2009年9月以來，這是它第44次“宇宙捕獲”無人駕駛的探訪飛行器，20年來，它繼續提供令人印象深刻的服務。它在今年春天早些時候的一系列重要的美國太空行走中也發揮了關鍵作用，並於上週被用於在月底返回地球之前檢查“龍”的復原能力。老化的大臂在2015年2月接受了潤滑工作，在2017年10月至2018年2月的一系列五次太空行走中，退化的閉鎖末端執行器（LEE）被移除、更換和潤滑。

隨著它進入服役的第三個十年，加上它自己的繼任者，預計將成為繞月通道的一箇中心特徵的加拿大3號，加拿大2號的未來依然光明。下個月，它將啟航並釋放NG-15天鵝，8月份它將進行第45次宇宙捕獲，屆時它將與即將到來的NG-16天鵝搏鬥。這隻手臂也將在今年夏天美國四次太空行走中扮演關鍵角色。