第1章　空间机械臂概述

20世纪中期，随着世界上第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号（Sputnik 1）成功升空，人类进入“太空时代”。随后，美国、加拿大、日本等国家的航天机构开启了空间探索征程。发展至今，人类探索的脚步已突破地球引力的限制，深入太阳系及其之外的浩瀚宇宙。人类对宇宙的不懈探索使得人类能够进一步了解宇宙、开发和利用空间资源、获取更多科学认识、探索生命的起源和演化，极大地推动了人类社会的科技进步，对人类文明的发展具有深远影响。

空间机械臂作为人类开展空间探索活动的核心智能装备之一，具有空间感知与操控能力，在空间站建造及日常运营、航天器在轨作业、地外天体探索开发等多类复杂、繁重的空间任务中扮演着举足轻重的角色，能极大地增强人类在宇宙中的活动能力，拓展探索范围。空间机械臂具有操作能力强、运动灵活性高、环境适应能力好等突出优点，能够在超真空、高温差及强辐射的空间环境中进行重载、大范围作业，极大限度提高作业效率与经济效益，降低航天员出舱作业的风险，并减小工作压力。因此，从空间任务完成可行性、安全性和经济性等方面来看，利用空间机械臂协助或替代航天员完成空间任务具有十分重要的意义。