问天的升空有很多惊喜在等着我们，其中最振奋人心的，是实验舱的机械臂。
有人会说，机械臂有什么先进在里面，工厂里面多得是。
此机械臂非彼机械臂，它的身上凝聚了我国多代工程师的心血。
我国的空间站
在问天实验舱之前，天和核心舱就已经装备了一个机械臂，此次问天是在它的基础上青出于蓝。
让我们走进机械臂，来看看它将帮助我们完成哪些任务。
问天发射升空
太空机械臂
早在上个世纪60年代，人类就设想过在太空中使用机械臂，当时西方国家已经实现工业化，1956年诞生了第一只机械臂，之后发展出的机械臂在工厂内从事焊接、搬运、传送的工作。
当时美苏都有意向发展太空机械臂，可是却发现了很多困难。
首先，太空的辐射会严重损伤机械臂的零件，可能在地球上用得很好的机械臂，一上太空就报废。
其次，地球上所有的机械产品都是根据地球的重力加速度制造出来的，如果要在太空中使用，在建造的时候就不用考虑重力。
工厂里的机械臂
最后就是机械臂非常耗能，如果要将它投入太空使用，就必须为它专门携带燃料上去，这无疑加重了火箭的运载。
受制于当时的环境，美苏都造不出能在太空环境中使用的机械臂，直到70年代，加拿大的一家公司为核电站设计了一款机械臂，用来给核反应堆里面添加燃料，检查设备。
它能够在高辐射的环境下工作，是因为它的零件都被防辐射材料包裹好了。
机械臂焊接
在核反应堆机械臂的启发下，NASA决定像研发这条机械臂的加拿大公司采购，最终在1981年，人类历史上第一个太空机械臂被安装在了哥伦比亚航天飞机上，进入了太空。
当时机械臂的工作极限只有330公斤，连地球上的普通叉车都不如。
不过这也算是人类太空机械臂的第一步，之后工程师不断改进，承重量不断往上涨。
在这样之下，在2001年，集大成之作的“加拿大2臂”被安装在了国际空间站上，它能承载116吨的重量。
加拿大2臂
除了机械臂该干的工作，它还增添了一条，那就是可以让宇航员站在上面进行太空行走。
它还可以让宇航员站在它上面，然后充当梯子，运送到空间站的各个地方维修。
我国开展太空机械臂的时间比西方晚了近40年，但是发展速度比西方快了很多，从2021年天和的太空机械臂，到2022年问天实验舱的机械臂，我们在2年不到的时间内，完成了两条机械臂的安装。
如果单看机械臂的规模，问天机械臂的载重量是7吨，长度15米，似乎远远比不上加拿大2臂。
然而，问天的机械臂灵活度非常高。
机械臂的抓取口
问天的机械臂灵活到什么程度，它可以改变在问天实验舱上的位置。
我们都知道，机械臂一般就是固定在一个地方就不会再变动，通过机械臂的伸展和旋转完成之后的工作。
问天的机械臂不一样，它并没有被固定死在某一个位置，机械臂的底座可以通过位置调整变化。
这样的好处就是，问天机械臂的活动范围可以是一个球形，没有它够不到的地方。
问天实验室
至于为何载重量没有国际空间站的机械臂重，是因为二者需要完成的工作不同。
加拿大2臂需要抓取航天飞机、大质量运输舱，而我国的机械臂主要以各种实验为主，还不会抓取大型的航天器械。
更何况我国的机械臂还在继续研发当中，未来会有更大承载量的机械臂出现。
我国的机械臂
机械臂的畅想
机械臂在未来还有一个重要的作用，就是抓取太空垃圾，这也是当初工程师们研发机械臂的原因之一。
太空垃圾是人们对于废弃在外太空的各种各造飞行器残骸的统称，它有一个学术名字"空间碎片"或者"轨道碎片"。
从上个世纪60年代开始，太空垃圾的数量陡增，根据NASA的统计，地球轨道上的太空垃圾数量超过了1亿块，总质量7500吨，并且这个数目还在增多。
太空垃圾
太空垃圾最大的危害恐怕就是撞击正在运行的航天器，比如我们的天宫空间站，需要面临的一个危险就是太空垃圾。
因为人类的遗留在太空中的碎片实在是太多了，航天器面临撞击的概率也是在逐年提升。
每一个正在工作的航天器，它被太空垃圾撞击的概率是20%，从2020年开始，发生撞击的频率从以前的每5到10年一次，变成了每2年发生一次。
太空垃圾撞击
如果你认为太空垃圾只是威胁地球周围的人造天体，那就大错特错了，它们对地球本身也有影响。
一些太空垃圾会在地球的引力下坠落回地球，由于不受控制，谁也不知道它会落在哪里。
最可怕的是，一些人造卫星使用过核能量，里面有核残留，掉入地球后，污染环境。
其中一些太空垃圾已经朝着更远的地方前进，2022年，马斯克的一块太空垃圾碎片已经朝着月球前进，并将在之后撞向月球。太空垃圾影响地球
虽然我们都知道月球上没有生命，它的这一撞击也不会引起很大的影响。
但是，有了第一次就会有第二次、第三次，撞击次数多了，对于以后研究月球有很大的影响，某种程度上污染了月球的土壤。
以后若是发现月球上有生命存在的痕迹，一查好家伙，是当年的太空垃圾留下的痕迹。
如果人类能够熟练使用太空机械臂，就能将这些废弃的卫星捡回来，就像环卫工人手里的夹子夹垃圾一样。
未来清理太空垃圾
对于太空垃圾而言，它们的质量和体积完全比不上正规的飞行器，如果机械臂能够抓取一般的飞行器，那么抓取太空垃圾也就不成问题。
唯一的缺点在于，采用机械臂抓取太空垃圾的成本非常贵，需要不断地调整位置，追击太空垃圾，这无疑需要耗费大量的能量。
对于航天器来说，能量比黄金还要宝贵，所以用来捡垃圾，是一种极大的浪费。
如果能够克服航天器的能源问题，那么就能实现机械臂抓取太空垃圾，还地球一个干净的轨道。
还地球一个干净的轨道
问天的电池板
除了先进的机械臂，问天的太阳能充电板也是一绝，它可以像游乐场的无敌大摆锤那样，在主轴旋转360度的情况下，自己的电池板再旋转360度。
这样做的目的，是为了更好地接收太阳能。
问天的太阳能充电板是目前航天器械里面效率最高的，它的转化率是30%，是国际空间站的2倍。
我国的空间站
国际空间站虽然大，但是由多个国家拼接而成，它们的每一个部位没有办法统一标准，于是导致各国家的充电板效率参差不齐。
因为太阳能充电板未能提供足够的能量，每年国际空间站需要额外补充价值10亿美元的燃料。
我国的天宫整体由我们自己打造，不存在各部位标准不统一的问题，所以能够做到各部位的太阳能电池板效率一致。
问天的机械臂是我国自主研发并投入使用的，未来它将发挥出更大的作用。国际空间站
同时，它也如同一个先驱者，为我国以后的机械臂使用打下了基础。我们的星辰大海，早已经拉开了帷幕。
来源：答案在这儿