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資料圖：偵察衛星、遙感衛星需要經常調整姿態或變軌，燃料成了限制其工作時間的瓶頸，若能進行“太空加油和維修”則會讓其活動時間大增，平均使用成本也會很低（這里的“油”指的是各種類型的燃料）。太空機器人安裝的機械臂可對太空目標進行抓捕，因此還有很多其他用途。 日前，中國航天科技集團公司五院502所自主研發了我國首個全自由度空間操作全物理仿真試驗系統，并利用該系統順利完成了我國首例在軌加注等空間操作全過程仿真試驗，為我國空間飛行器在軌服務與維護領域的發展奠定了基礎。 隨著航天領域的快速發展，近年來，全球每年都會有百余顆衛星上天“服役”，同時，在軌失效衛星的數量也在不斷刷新著太空垃圾的“計數器”。如何實現失效衛星在軌故障修復、相關模塊替換以及衛星燃料的補充，讓航天“老兵”再煥青春，成為各航天大國的重點研究方向。 空間操作控制是空間技術進入新時代的標志。近日，502所自主研制的首個全自由度空間機器人地面試驗系統迎來了“首秀”。 鎖定目標、靠近、捕捉、注液……輕巧而連貫的動作，空間機器人與目標“衛星”之間“如夢似幻”的“太空之舞”，令在現場觀看試驗的國家科技部專家和領導大開眼界。而該項目試驗的成功成為502所向空間操作及智能機器人領域發出的“最強音”。 502所研制的軌維修維護自主控制系統突破了動目標視覺檢測與跟蹤測量、動目標空間三維運動軌跡辨識與預估、多自由度機械臂視覺伺服與平滑規劃、空間機械臂柔順捕獲技術、空間機械臂與平臺協調控制技術，實現了對空間目標的跟蹤接近、位置保持、柔順抓捕，以及抓捕后在軌加注等功能的地面仿真驗證，為未來在軌維護維修機器人系統及其相關技術的可行性提供了重要試驗參考，并為五院在軌維修維護專項論證的順利開展奠定了良好基礎。 早在2013年，502所瞄準未來空間在軌維修維護的需求，看準空間智能機器人的發展良機，主動出擊，自籌資金，召集研發中心、SADA中心、成像事業部和推進系統部等四個部門的技術精英，組建起了空間操作控制聯合攻關團隊，先期開展了空間操作自主控制關鍵技術攻關、樣機研制和地面物理試驗等研究工作。 此后，該所又建成了國內首個基于6自由度氣浮臺和3自由度氣浮臺的空間操作全物理試驗系統，完成了包括近距離逼近、安全停靠，雙臂自主抓捕和模擬在軌加注的臨近操作全過程地面物理試驗，僅用一年時間就成功邁出了空間智能操作控制的第一步。 目前，在軌服務與維護重大科技專項已經列入國家日程，該項目的研究成果和相關技術儲備，使得該所在抓捕操作、非合作目標臨近GNC、天基碎片清除等領域走在了同行業的前面，為后續專項任務申報和攻關奠定了良好基礎。
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