上了年纪的朋友对京剧《海港》里的一句歌词应该耳熟能详，甚至能随口哼唱出来：“大吊车，真厉害！成吨的钢铁，它轻轻地一抓就起来！”
现在中国空间站上10米长的机械臂，它能稳稳抓起9吨重的天舟二号货运飞船，并且将它转过来调过去，轻松自如！比京戏里的“大吊车”厉害得多吧？
机械臂移动货运飞船
有朋友说了，老周你这是偷换概念，太空里是失重状态，9吨根本就不是个事！哈哈，你讲对了一半，重量是物体质量在地面的表现，虽说太空“失重”，但因为有惯性，重量（质量）与速度它都是大问题。
2022年1月6号一大早，按照事先制定的试验计划，中国空间站上的航天员操纵机械臂抓住了天舟二号货运飞船，将飞船从空间站节点舱的正向对接口往旁边偏转了20°，紧接着再把它转回到正向对接口，对接、锁定，整个转位过程耗时约47分钟。
天舟二号转到前向对接
天舟二号是为神舟十二号飞行乘组运送补给物资的货运飞船，按理说在神舟十二号三名航天员返回地球后，天舟二号就算完成了它的使命，也应该脱离空间站坠入大气层，但它没有这么做，而是从空间站后边飞到前边，对接在节点舱前向端口上。
2022年，“问天”和“梦天”号实验舱将发射升空，与核心舱对接。实验舱上没有发动机，它没办法像载人飞船或货运飞船那样完成全向对接，只能是直接怼到节点舱的前向端口上，这时候就需要用机械臂抓着它再转移到侧面。
实验舱从前向转到侧向
机械臂之前有载着航天员在舱外运动，但没抓过实验舱这么重的物体，它究竟行不行？得先找个大家伙“练一练手”。实验舱质量超过20吨，天舟二号加上它内部的剩余物资大约9吨，做试验是够的了。
机械臂辅助实验舱侧向对接
天宫空间站机械臂转位实验成功的消息传来，各大平台的评论区“炸”了，许多人都在兴奋地讨论“抓卫星”的事。你想啊：天舟货运飞船重9吨，咱机械臂都能把它拎来转去，星链卫星才260公斤，不到飞船的34分之一，抓它岂不是小菜一碟？
大家都想“抓卫星”
那么，空间站的机械臂真能抓住飞过来的卫星吗？答案是：几乎不可能。
机械臂上没有“手”，它实际上是靠一个“末端执行机构”与飞船上的“目标适配器”相结合，只有二者相互匹配才能“抓住”并锁定飞船。
即使以后我们真的给空间站机械臂上安装了一只手，它就能临空抓住卫星或者飞过来的太空垃圾吗？这时候还需要计算一下机械手与目标物体的相对速度，因为速度决定着二者相遇时的动能。
“剪太阳能帆板”是否可能？
中国空间站以41.58°的轨道倾角绕地球飞行，星链卫星的倾角则是53°。因为飞行角度不同，无论星链卫星从上往下还是自下而上与中国空间站相遇，它们都不会相互并行，而是有一个相遇的角度，这个角度有可能是11.42°（两个倾角相减），或者是94.58°（倾角相加）。
在距离地面390公里的近圆轨道上，大部分航天器都以7.68公里/秒的速度飞行，两个航天器有相遇的角度，就会产生相互接近的速度。经过计算，当星链卫星以11.42°接近天宫空间站时，二者相对速度约为1.44公里/秒；而当卫星以94.58°角冲向空间站，其相对速度高达11.27公里/秒（33倍音速）！
因为角度差，星链的接近速度极快
虽然货运飞船的质量达到9吨，但机械臂带着它运动的速度非常慢，47分钟才来回转动20°，飞船质心在单向20分钟时间里的运动距离大约为5米，运动速度4毫米/秒，其动能仅约0.08焦耳，所以机械臂克服飞船惯性所需要的力也不大。
天舟二号转位速度非常慢
但是对于飞过来的卫星就不一样了。根据动能定理：
动能与速度的平方成正比
物体的动能跟它运动速度的平方成正比，只要速度够快，一个小质量的物体也能拥有强大动能，也因此具备极强的破坏力。一颗以700米/秒飞行的子弹尽管只有8克重，它的动能达1960焦耳，能轻松击穿钢板；而星链卫星接近空间站的最小速度达1440米/秒，其动能接近270兆焦耳，超过天舟二号飞船移动动能的33亿倍！
在如此强大的撞击能量面前，我们要考虑的不是如何抓住飞来的卫星，而是怎么收拾空间站的碎片了。
货运飞船转了20度
讲到这里你应该明白了：天宫空间站的机械臂之所以能抓住重达9吨的货运飞船转来转去，一个最主要的原因是它运动的速度慢，动能小。而无论星链卫星还是其它空间碎片，由于它接近空间站的速度非常快，动能极大，破坏力也极强，要想用机械臂去抓它是不可能的。
面对太空垃圾，我们还是得想办法在尽可能远的地方就将其解决掉，不让它有机会接近空间站。
