李京涛 许焕宾 翟筱羿 王勇 王敏

（1北京空间飞行器总体设计部，北京，100094；2北京控制工程研究所，北京，100094）

0 引 言

在轨服务(On-Orbit Servicing, OOS) 是指在太空中通过人、机器人或两者协同来完成涉及延长在轨航天器的寿命或提升其能力的维护、空间装配和服务任务[1]。国外系统级的有代表性的在轨服务与维护研究项目主要有美国的轨道快车计划、天港计划、凤凰计划，欧洲的赫尔墨斯计划等。这些项目的研究多集中在发射部署专用的在轨服务飞行器、开展在轨服务与维护试验验证，服务周期短，任务单一。空间站平台可以为大规模开展机器人在轨服务提供保障，本文基于空间站平台对机器人在轨服务系统架构开展研究。

1 研究背景

在无边无际的宇宙中，空间站可作为支撑在轨服务与维护的物资库、补给站、停泊港、维修和装配车间，也是设施承载平台、先进技术试验平台和天基指控中心，起到了“太空母港”的作用。以空间站为核心，通过模块化，通用化的思路，通过即插即用的方式建立一套机器人在轨服务系统，以独立或集群的方式完成空间站系统自身维护、故障航天器在轨服务和维护、空间碎片清理等复杂的任务，构建“空间站+机器人”的航天在轨服务新体系，满足航天在轨服务新技术发展要求。

2 基于空间站平台的机器人在轨服务系统架构

为实现基于空间站平台的机器人在轨服务，机器人应具备独立飞行、捕获和维护不同任务对象的功能，并具备停靠空间站平台接受模块更换和功能升级的功能，通过机器人与空间站平台的信息交互实现用户对全任务的监视、指挥、控制、操作和评估。……