傅 浩，于 洋，王 哲，武婷婷

(1. 哈尔滨工业大学， 哈尔滨150001； 2. 北京卫星环境工程研究所， 北京100094)

1 引言

低地球轨道(Low Earth Orbit，LEO)运行着空间站、导航卫星、遥感卫星等航天器，空间站与空间望远镜是其中2 种典型的大型航天器。 目前，世界范围内共实施了14 次空间站建设任务，受空间多因素环境影响，所有长期运行的空间站任务均开展了不同程度的在轨维修与维护工作。天空实验室(Skylab)、礼炮7 号空间站(Salyut 7 Space Station)在轨期间均进行过在轨维修；和平号空间站(MIR Space Station)在轨15 年期间出现了多达1500 余次故障，经过100 余位航天员的在轨维修和维护才实现其超期服役；哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope，HST)在1993年至2009 年间共经历了5 次维修任务，维修或更换了大量的设备。 国际空间站(International Space Station，ISS)绝大多数舱段均在2010 年之前发射，目前预计退役时间为2024 年。 HST 与ISS 在部署与运行期间针对性地开发了专用维修工具，使在轨维修操作更为便捷，均实现了较长的在轨安全运行。

航天员在轨更换设备时，存在大量的螺钉拆装作业，且对螺钉的拆装力矩均有要求。 在穿戴航天服及手套后，航天员对力矩感知不再敏感，且拆装动作较为迟缓。 采用手动扳手操作既无法保证拆装力矩，也难以在短时间内完成拆装任务。为了提高拆装螺钉的便捷性，节省航天员体能，更精准地控制拆装力矩和记录在轨操作数据，应用舱外电动工具开展在轨维修受到相关航天机构的持续关注。 NASA 主导为其早期的载人航天任务以及近期多国合作的HST 与ISS 的部署和维修任务研制了一系列舱外电动工具。……