刘华伟，李伟杰，田百义，丁继锋，曾福明，王耀兵，王光远

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

引 言

深空探测是指通过航天器对地外天体空间进行探测，主要包括空间资源利用、人类生存空间扩展探索、太阳系和宇宙起源与演化探索等。自20世纪50年代开始，美国和前苏联相继启动月球探测计划开始，世界各国共计实施深空探测任务达240余次，统计表明其任务成功率约56%，这足以体现出深空探测的高风险特性[1-2]。月球和火星探测是深空探测的热点，旨在探测距离地球相对较近的两个天体的空间环境、天体物质分布，尤其是针对火星有无生命信息进行探测等。除此之外，关于其他天体包括太阳、金星、小行星、土星及木星等均有相关探测任务先后实施。根据2016年中国航天白皮书规划[3]，在当前已开展的探月工程以及在研的月球及火星探测计划基础上，中国将拓展深空探测领域任务实施，包括小行星探测、火星取样返回及木星与行星穿越探测等。关于深空探测航天器系统研制的关键技术，研究认为一般包括高效推进、智能自主、测控通信以及新型轨道设计等[1-2]。为适应深空探测发展新需求，国外自2000年以后相继提出了众多新型探测器计划，其中部分任务已经成功实施，其技术特点突出体现在航天器的模块化设计、为应对复杂探测任务所开发的在轨组装与维护技术等。

在轨服务指在通过人、机器人或两者协同完成涉及延长各类航天器寿命、提升执行任务能力的一种操作[4]，是构建大型空间系统的亟需手段[5]。……