许 珍，林 旻，李金恩，张 博，毛青筠，闫阿儒

（1.中国科学院 宁波材料技术与工程研究所，浙江 宁波 305201；2.中国科学院 微小卫星创新研究院，上海 201210）

0 引言

太空环境非常复杂，空间飞行器随时都有可能因为失效、退化或废弃而失去价值，重新发射替代飞行器不仅会使成本增加，更会造成太空环境污染［1-3］。利用空间对接技术的在轨维护维修服务，可以有效解决这一问题。相应地，空间对接技术不仅具有应用成本低和延长航天器的服役时间等优势，还为构成空间大型平台提供了实现基础。目前的空间对接机构，主要有现阶段使用较多的基于推力器的对接方式，以及正在处于研究阶段的电磁对接机构、电磁镶嵌永磁体的对接机构［4-5］。

采用基于反冲作用的推力器来控制航天器的位置和速度，是目前对接技术的主流方法，此技术已在多项工程实际中得到广泛应用［6］。然而，这种方式存在着两个主要问题：一是对接过程消耗的推进剂量，直接影响航天器的工作寿命；二是为降低对接速度，必须采用反方向的推力对追踪航天器进行制动，这样不仅会导致羽流污染，还会引起目标航天器姿态和位置的扰动，严重时甚至使得对接过程失败。

利用电磁作用原理实现两航天器的对接［7-10］，可以有效避免推进剂的消耗和羽流污染，理论上可把冲击速度控制到零，实现航天器间的无碰撞对接，具有体积和质量小、可靠性强且可多次重复使用等优点。目前，公认的主流电磁对接系统设计思路为，仅利用电磁装置实现导引和对接，再利用精巧的机械机构实现连接锁紧，但目前还存在以下一些不足之处：1）对接机构的作用力距离普遍较短，难以满足长距离对接的要求；……