张从发 ，李 林，李 潇，王浩威，黎 彪，苏 周

(北京空间飞行器总体设计部，北京 100094)

0 引言

目前，几乎所有的航天器均是在地面完成制造和试验验证后，再通过运载火箭送入轨道。为了将整个航天器放入运载火箭的整流罩内，航天器载荷的尺寸受到严重制约；同时，为了抵御苛刻的发射段力学环境，不得不对运行于微重力条件下的航天器结构进行加强设计，而这些加强设计对航天器入轨后是“无用”的。为了克服这些问题，人们开始研究在轨制造和在轨装配。

在轨制造(in-space manufacturing)指在目标轨道或者地外天体上，利用携带的原材料或者就地取材，由制造设备通过加工制造零部件等。在轨装配(in-space assembly)指通过航天员或者机器人等将在轨制造的零件或者携带的零部件进行在轨装配，形成整个航天器或者载荷结构等。

在轨制造和在轨装配采用“Make it, Don't take it”的理念，具有多种优势：1)可不受运载包络和能力的限制，能够制造超大型结构；2)通过增加、替换载荷设备等，能够实现航天基础设施的灵活性和弹性，如通过在轨道上建立永久平台并安装多种载荷，实现多功能化；及时更新换代，实现技术不断革新等；3)能够根据实际需求进行制造，解决应急需求等；4)能够降低为抵抗发射段力学载荷而附加的结构重量，使材料利用率更高，减少地面测试试验的数量和规模，降低航天器研制成本等；5)能够制造因受地球引力作用无法在地面上制造的结构等[1-2]。

在轨制造和在轨装配根据其应用场景不同，所研究的重点各不相同，所采取的技术途径亦不相同。……