贾 平，李 云，刘 笛，特日格乐

(中国航天系统科学与工程研究院，北京 100048)

0 引言

自由飞行太空机器人是可在太空环境下工作的一类新型机器人，通常具有一定自主、感知和机动能力，可通过机械臂等执行机构为航天器提供延寿、在轨装配和寿命终期离轨等服务。近年，随着航天器的高可靠、长寿命、快速部署等需求持续增长，机械臂、人工智能等技术不断进步，美国自由飞行太空机器人(后文简称太空机器人)呈现出项目多、领域全、进展快、持续进步的活跃发展态势。商业公司已于2020年实现全球首次工程应用，政府和军方也将在2022年后陆续开展系统在轨验证。通过紧密的军民协作，美国正引领全球太空机器人发展方向，充分挖掘其平战两用潜能。

1 发展现状与特点

美国在21世纪初利用诸多小卫星验证了在轨交会对接技术，通过机械臂专项验证了机械臂操作技术，并将相关技术转移至后续太空机器人项目[1]。目前，美国太空机器人项目按功能主要分为三类：一是用于在轨加注推进剂、维修维护、辅助控制姿态和轨道等的服务保障类；二是用于制造装配航天器零部件和大型结构的在轨制造与装配类；三是用于移除太空碎片的太空环境治理类。军方、政府和商业界将开展以上项目过程中积累的技术和经验用于支撑全球首套无人在轨操作标准的制定，从而促进太空机器人的发展。

1.1 服务保障类率先实现工程应用

美国太空机器人的服务保障能力世界领先，于2007年完成针对低轨、合作目标(1)合作目标通常具有如下特性：姿态可控、有合作对接接口和标识、可传递相对运动状态，非合作目标相反。……