天宫空间站天和核心舱入轨已一年有余，在此期间最出风头的毫无疑问就是随舱上行部署的“天和机械臂”，航天爱好者们看到此物不自主地就联想到某部美剧里机械臂剪太阳翼的画面，现实中天和机械臂也可以具备这项能力，这取决于需求。
在天和核心舱入轨一周年之际，“空间站任务关键技术验证阶段评估报告评审会”召开并确认了该舱具备在轨组装建造天宫空间站的技术条件，这也表明天和机械臂在轨工作状态良好，达到工程总体赋予的各项指标要求。
天和机械臂被科研人员亲切地称为“大臂”，因为它的各项指标都配得上一个“大”字。该臂重约0.738吨，最大承载力可达25吨，有两根臂杆、7个活动关节、腕部相机、控制器、末端执行器等结构组成，展开长度约10.2米。
过去一年多时间里，在天和机械臂支持下，两批神舟飞行乘组进行了4次航天员出舱活动，完成了舱外全景摄像机抬升、舱外扩展泵组安装、机械臂转接件安装、舱表状态检查等一系列舱外作业任务。进入在轨建造阶段后，天和机械臂还将作为备份托底手段确保两个20吨级大型实验舱转位对接任务的成功，该任务决定了天宫空间站的成败。
今年7月，按照计划长征5B遥三运载火箭将发射天宫空间站实验舱Ⅱ“问天号”，该舱将上行部署天宫空间站的第二套机械臂（问天机械臂）。
问题来了，天和机械臂是大型七自由度空间机械臂，具备重定位功能，可以在空间站各舱段表面进行基于头尾互换的爬行转移，为什么还需要第二套机械臂？
正所谓尺有所长寸有所短，天和机械臂虽然可以大力出奇迹，但并不是没有弱点，比如它的位置精度、姿态精度虽然远远领先于国际空间站的加拿大臂，然而在面对小型载荷的安装任务时也是力不从心，同时该臂应用的撞针式硬对接装置在对接目标适配器时会产生较大的冲击力，这就要求载荷具备额外的抗冲击性能，运营便利性不足，同时也会提高相应成本。
国际空间站的机械臂系统也存在类似问题，甚至更突出，他们为此配置了一套灵巧机械臂，可以与加拿大臂进行级联组合使用，需要注意的是他们的灵巧机械臂并不具备独立作业能力。
天宫空间站机械臂系统并没有走国际空间站的老路，而是创新了双臂协同方案，天和机械臂与问天机械臂不仅可以组合使用，二者也可以独立作业。
问天机械臂不同于天和机械臂，前者的优势是灵活、灵巧，它也是一款七自由度空间机械臂，只不过它的前缀不再是“大型”而是“小型”，因此也被称为“小臂”，该臂展开长度约5米，相当于天和机械臂的一半，重量约0.35吨，负载能力是3吨。
来看看问天机械臂有哪些功能特点：
延续舱体爬行功能
七自由度设计确保问天机械臂可以像天和机械臂一样基于末端执行器与目标适配器的对接与分离，执行基于头尾互换的舱体表面爬行功能，可以在天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱之间进行大范围转移。所不同的是，问天机械臂对接机构不再是撞针式，而是三指捕获式。
支持航天员舱外转移
问天机械臂负载能力虽然弱于天和机械臂，但是3吨负载能力用于承运舱外航天员仍然是绰绰有余，问天机械臂可独立支持航天员的舱外作业。
位置精度高、姿态精度高
天宫空间站配置数十个舱外实验载荷挂点，问天机械臂凭借优异的位姿精度，以及手指式捕获机构可以直接抓取实验载荷进行安装或转移，实验载荷可经由梦天实验舱的货物气闸舱实现舱内外空间的自动转移，无需航天员出舱作业。
双臂级联组合，优势互补
问天机械臂可以通过双臂组合转接件实现与天和机械臂对接，进行级联组合使用，两臂对接后展开长度可达15米，进一步扩大机械臂触达范围与距离。
优势互补指的是，问天机械臂可依托天和机械臂扩大作业范围，同时问天机械臂可以弥补天和机械臂位姿精度相对较低的弱点。
基于双臂组合功能，机械臂可直接从天舟货运飞船的开放式货舱直接抓取货物，搬运至实验舱的舱外暴露载荷挂点进行安装，进而实现“跨舱搬货”。
天宫空间站完成在轨组装任务后，天和核心舱太阳翼为解决光照遮挡问题，将在轨转移至实验舱桁架处安装，届时也可能会用上双臂级联组合功能。
维护维修舱外载荷设备
今年天宫空间站完成三舱组合体在轨建造任务后，下一个大项任务就是发射部署巡天光学空间望远镜，这是一个与空间站共轨运行的独立航天器，它可以定期与空间站对接，问天舱届时可对巡天舱的控制模块、遮光罩等设备进行在轨维护。
也可在出舱活动中用于支持对实验舱太阳翼的巡检与维护。
双臂协同
有别于双臂级联组合使用，双臂协同条件下，双臂可以互巡互检，对机械臂自身状态进行检查，从而提高机械臂系统的可靠性。
更加精巧
问天机械臂自重轻、耗电少、尺寸小，相较于天和机械臂，机动灵活优势突出，执行任务过程中基于舱体的阻碍因素较少。
天宫空间站机械臂系统表明，整体规模近百吨级的天宫空间站几乎具备400吨级国际空间站的所有能力，甚至更为优秀，这是时代的进步，也是属于奋斗者的荣耀。