龐羽佳　李　志　陳新龍　張志民　黃劍斌（錢學(xué)森空間技術(shù)實驗室，北京 100094）

模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)研究

龐羽佳李志陳新龍張志民黃劍斌
（錢學(xué)森空間技術(shù)實驗室，北京 100094）

模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)由多個外形尺寸相同的模塊組成，具有組織方式靈活、維修操作方便、適應(yīng)性強等優(yōu)點，可有效提高空間系統(tǒng)的可維修性，降低空間系統(tǒng)建設(shè)成本，滿足空間應(yīng)用的多任務(wù)需求。文章對國外模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的發(fā)展情況進行了介紹，如日本“可重構(gòu)空間系統(tǒng)”（RSS）、應(yīng)用“超級機器人”（SuperBot）和應(yīng)用衛(wèi)星模塊（Satlet）的美國模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)。針對我國模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的發(fā)展，建議首先發(fā)展模塊化異構(gòu)系統(tǒng)，采用分布式與集中式相結(jié)合的控制方法。

模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)；“可重構(gòu)空間系統(tǒng)”；“超級機器人”；衛(wèi)星模塊；“衛(wèi)星智能模塊在軌組裝”項目

1　引言

傳統(tǒng)的航天器具有固定構(gòu)型，須根據(jù)特定任務(wù)需求預(yù)先設(shè)定功能，在軌運行時其結(jié)構(gòu)、功能、運行方式等很少發(fā)生變化。但隨著人類對空間探索的逐漸深入，以及空間系統(tǒng)活動任務(wù)的日益多樣化，空間系統(tǒng)要具有對未知環(huán)境更強的適應(yīng)性和更靈活的應(yīng)用方式。模塊化可重構(gòu)系統(tǒng)是一種能根據(jù)任務(wù)需要，重新組合自身構(gòu)型的系統(tǒng)，它是在研究模塊化機器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要思想是利用一些尺寸和功能可互換的模塊，像搭積木似地組合成特定構(gòu)型。這種組合不僅包括機械重構(gòu)，還包括控制系統(tǒng)（電子硬件、控制算法、軟件等）的重構(gòu)，模塊本身就是一個集通信、控制、驅(qū)動、傳動一體化的單元［1］。模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)是模塊化可重構(gòu)系統(tǒng)的空間應(yīng)用，由多個同構(gòu)模塊（各模塊功能均相同）或異構(gòu)模塊（各模塊功能不同）組成，能夠根據(jù)工作環(huán)境和任務(wù)要求進行自重構(gòu)改變構(gòu)型，并采用合適的運動方式滿足空間任務(wù)要求。

從21世紀(jì)初開始，日本、美國、德國等國家均對模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)進行了大量研究，提出了“可重構(gòu)空間系統(tǒng)”（Reconfigurable Space System，RSS）、應(yīng)用“超級機器人”（Super Bot）的模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)、應(yīng)用衛(wèi)星模塊（Satlet）的模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)和“衛(wèi)星智能模塊在軌組裝項目”（intelligent Building Blocks for On-orbit Satellite Servicing，iBOSS）等概念，并針對行星表面探測、在軌維護等典型應(yīng)用進行了研究。2015年12月，美國Nova Wurks公司基于Satlet技術(shù)研發(fā)的“高度集成化衛(wèi)星”（Hyper Integrated Satellite，HISat）已發(fā)射至“國際空間站”（ISS），用于對Satlet在軌組裝及部署技術(shù)進行在軌驗證［2］。本文主要研究了國外模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的發(fā)展情況，并對系統(tǒng)特點和技術(shù)特點進行了總結(jié)，針對我國模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的研究提出了建議。

2　國外發(fā)展情況

2.1日本REE

2005年，日本東京大學(xué)提出了RSS概念。RSS由“細胞衛(wèi)星”（Cellular Satellite，CellSat）和“在軌服務(wù)機器人”（Orbital Servicing Robots，OSR）組成，如圖1所示。CellSat實現(xiàn)遙感、通信等功能，由多個類似于積木的細胞單元組成，具有可重構(gòu)的體系架構(gòu)。細胞單元比傳統(tǒng)的“模塊”更小，可以是由模塊拆分成的更小功能單元，具有CPU、電池、通信單元等的功能，再組合到一起實現(xiàn)特定的功能。CellSat的細胞化設(shè)計具有更高的靈活性，細胞單元界限清晰，且具有便于機器人操作的接口，可以比傳統(tǒng)的模塊化衛(wèi)星具有更多的配置方式。OSR用于在軌服務(wù)和維修維護，包括CellSat集成、CellSat分解、燃料加注和CellSat重構(gòu)。構(gòu)建各類不同功能CellSat和進行在軌維修維護所需的資源（如燃料和特需的儀器設(shè)備），周期性地由地面送往OSR。組裝完成的CellSat由OSR送到太空執(zhí)行任務(wù)，任務(wù)完成后可由OSR回收，因而能循環(huán)使用。故障CellSat和已消耗不可重復(fù)利用的細胞單元，由OSR負責(zé)進行離軌操作送入大氣層燒毀，不會形成空間碎片。RSS可持續(xù)更新CellSat的燃料、設(shè)備和結(jié)構(gòu)，使CellSat處于最新狀態(tài)，并可隨時根據(jù)用戶需求進行在軌構(gòu)建，因此具有靈活性、可持續(xù)性和可重用性的特點［3］。

CellSat的細胞單元（見圖2）為邊長60mm的立方體，內(nèi)部都包含符合各自功能的器件和電路。6個面具有同樣的結(jié)構(gòu)和接口，因此對其進行操作時不必區(qū)分方向。細胞單元的每一面均可與其他細胞單元進行機械連接，由OSR使用連接器插頭（Connector-pin）進行插入和旋轉(zhuǎn)2項簡單操作完成（見圖3），在連接的同時完成細胞單元間的供電與通信連接。圖4給出了細胞單元構(gòu)建對地觀測CellSat的示意。

圖1　“可重構(gòu)空間系統(tǒng)”示意Fig.1　Schematic drawing of RSS

圖2　細胞單元外觀Fig.2　CellSat unit

圖3　連接器插頭與連接步驟示意Fig.3　Connector-pin and connection operation

圖4　對地觀測CellSat示意Fig.4　CellSat for earth-observation

2.2應(yīng)用Euper Bot機器人的美國模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)

Super Bot是美國南加州大學(xué)和美國其他大學(xué)共同研究的一種新型自重構(gòu)模塊化機器人，美國航空航天局（NASA）、美國國防部先進研究計劃局（DARPA）等機構(gòu)都曾對其進行資助。該項目的目標(biāo)是為NASA太空探測所需的不同機器人任務(wù)和功能提供一種有效、成本可負擔(dān)、基于模塊化和自重構(gòu)的解決方案。Super Bot由多個模塊組成，每個模塊有3個關(guān)節(jié)，中間的關(guān)節(jié)可正反2個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，其余2個端部關(guān)節(jié)每個可旋轉(zhuǎn)±90o。Super Bot模塊可以像萬向節(jié)一樣動作，可在沒有外部輔助的情況下動態(tài)改變自身形狀、進行移動并改變運動方向。SuperBot由多個模塊可以組成不同構(gòu)型，可進行多模態(tài)運動（見圖5），每個模態(tài)可適應(yīng)不同環(huán)境類型、速度、能源效率等特征。通過多模態(tài)運動，可以實現(xiàn)蛇形、昆蟲、蜘蛛、毛蟲等多種運動形式。同時，采用基于激素的自適應(yīng)分布式同步控制方法，使得模塊可以用一種類似于激素的信息來與其他模塊合作，從而能夠完成運動和自重構(gòu)的任務(wù)［4-8］。

夏威夷大學(xué)對Super Bot機器人在NASA月球探測中的任務(wù)和功能進行了應(yīng)用研究和設(shè)想，提出了3種月球表面應(yīng)用方式（如圖6～8所示）［9］。

1）多用途月球探測器

在月球漫游車上設(shè)置最多120個SuperBot模塊和一些特殊工具，在有人或無人參與的情況下重復(fù)使用這些模塊組成多用途月球探測器（Multi-Use Lunar Explorer，MULE），進行各種月球表面地質(zhì)和資源自主探測。模塊的自重構(gòu)能力是順利完成任務(wù)的關(guān)鍵，在不同的任務(wù)階段，要求Super Bot模塊以多種組合方式完成相應(yīng)任務(wù)需求。圖6為月球漫游車上的SuperBot模塊執(zhí)行月球表面探測任務(wù)的設(shè)想。

圖5　SuperBot機器人完成的運動形式Fig.5　Motion types of SuperBot

2）小型移動探測系統(tǒng)

由8～10個SuperBot模塊組成小型移動探測系統(tǒng)（Mini-Mobile Investigation System，Mini-MIS），其中包含具有特殊功能的科學(xué)探測模塊或另外附加專用模塊進行月球表面移動探測。其運動形式可模仿蜘蛛、蜈蚣、蛇等生物，每25～100m布置一臺探測或分析儀器，可利用大量SuperBot模塊組成多個Mini-MIS完成大面積探測。在進行通信聯(lián)絡(luò)時，Super Bot模塊還可自變形為通信天線與基地進行通信。Mini-MIS的不同應(yīng)用構(gòu)型設(shè)想如圖7所示。

3）生活環(huán)境作業(yè)與維修系統(tǒng)

未來可利用Super Bot模塊組成生活環(huán)境作業(yè)與維修系統(tǒng)（Habitat Operations and Maintenance System，HOMS），代替航天員出艙進行月球表面作業(yè)。最多可由150個Super Bot模塊互聯(lián)并攜帶攝像機、鏟子等多種工具完成環(huán)境視察、采樣、運輸、加注等各類任務(wù)。圖8為Super Bot模塊進行貨物運輸和氧氣罐泄漏監(jiān)測應(yīng)用設(shè)想。

圖6　SuperBot模塊執(zhí)行月球表面探測任務(wù)Fig.6　Lunar surface exploration mission by using SuperBots

圖7　小型移動探測系統(tǒng)的不同應(yīng)用構(gòu)型Fig.7　Application configurations of Mini-MIS

圖8　用于貨物運輸和氧氣罐泄漏監(jiān)測的生活環(huán)境作業(yè)與維修系統(tǒng)Fig.8　HOMS of cargo carrier and oxygen tank leak inspection by using Super Bots

2.3應(yīng)用Eatlet的美國模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)

為降低衛(wèi)星成本，但又不影響其可靠性、分辨率、數(shù)據(jù)率等性能，DAPRA提出研制Satlet。Satlet是衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)單元，通過軟硬件集成即可獲得一顆具有完整功能的衛(wèi)星。2011年底，DARPA啟動“鳳凰”計劃，目的是開發(fā)一個在軌操控平臺，可拆解棄置軌道中失效衛(wèi)星的有用部件（如天線），并將這些部件與若干衛(wèi)星模塊重新組成新衛(wèi)星加以利用。這些模塊就是Satlet，用于組成高度集成的模塊化衛(wèi)星，再與失效衛(wèi)星的天線重組形成新衛(wèi)星［10-11］，如圖9所示。

圖9　Satlet與失效衛(wèi)星天線進行重組Fig.9　Recombination of Satlets and antenna of disabled satellite

Satlet可用來構(gòu)建平臺和載荷，但大多數(shù)情況下，Satlet是作為平臺的組成部分使用。一顆完整的衛(wèi)星通常具備一系列功能，如電能生成與儲存、姿態(tài)控制、定位控制、數(shù)據(jù)處理、接收指令等。而1個Satlet只完成一項或幾項功能，當(dāng)多個Satlet集成在一起后，可以組成衛(wèi)星平臺，為有效載荷和任務(wù)執(zhí)行提供所需的功能支持。例如:一顆衛(wèi)星可以使用100個Satlet作為電源，而每個Satlet作為一個小電池，只須要提供整顆衛(wèi)星所需電能的1%。由Satlet組成衛(wèi)星，需要互聯(lián)的不僅是結(jié)構(gòu)、通信、數(shù)據(jù)、電源、熱控，還要具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、可操作性和感知功能。其最大的價值在于可用Satlet像“搭積木”一樣構(gòu)建不同的幾何形狀，使衛(wèi)星對于不同的外形要求和任務(wù)操作具有更靈活的適應(yīng)性，如圖10所示。

由Satlet集成的空間系統(tǒng)性能，可通過Satlet的數(shù)量和類型，以及單個Satlet的可靠性來衡量。在失效衛(wèi)星天線重利用的試驗設(shè)計中，假設(shè)A代表與失效天線進行連接的載荷連接Satlet；S代表平臺Satlet，用于提供系統(tǒng)運行支持；P代表能源Satlet，用來收集和分發(fā)系統(tǒng)所需的能量。這些Satlet組合構(gòu)成具有全新結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星，見圖11。在這顆集成衛(wèi)星中，Satlet的配置方式對衛(wèi)星可靠性的影響見表1。

表1　Eatlet的配置方式對衛(wèi)星可靠性的影響Table1　Influence of Eatlets deployment on satellite reliability

圖10　Satlet集成概念Fig.10　Assembly of Satlets

圖11　Satlet組成衛(wèi)星示例Fig.11　An example of Satlets to compose satellite

以表1中平臺Satlelt為例，說明平臺Satlet個數(shù)與衛(wèi)星可靠性的關(guān)系。

（1）當(dāng)單個平臺Satlet的1年壽命生存概率為0.92、5年壽命生存概率為0.65時，衛(wèi)星1年壽命和5年壽命的可靠性隨著試驗中平臺Satlet個數(shù)的增多而增加，但在試驗平臺Satlet個數(shù)達到32（任務(wù)成功所需最少平臺Satlet個數(shù)的2倍）后，衛(wèi)星1年壽命的可靠性不再隨著平臺Satlet個數(shù)的增加而增加。

（2）當(dāng)單個平臺Satlet的1年壽命生存概率由0.92提高到0.95、5年壽命生存概率由0.65提高到0.85時，由32個平臺Satlet組成的衛(wèi)星與由40個平臺Satlet組成的衛(wèi)星有著相同的5年壽命生存概率（0.944），即單個平臺Satlet生存概率提高后，達到相同的衛(wèi)星可靠性，所需平臺Satlet個數(shù)可相應(yīng)減少。

2015年12月，美國開展了“鳳凰”計劃中Satlet技術(shù)的首次在軌演示試驗，稱為“衛(wèi)星模塊初始任務(wù)驗證及經(jīng)驗”（Satlet Initial-Mission Proofs and Lessons，SIMPL）試驗（見圖12）。SIMPL包括8個基本組件:6個高度集成化衛(wèi)星HISat和2個太陽電池陣。此外，SIMPL還攜帶光電成像設(shè)備，以及美國海軍學(xué)院實驗室的業(yè)余衛(wèi)星通信有效載荷——自動位置報告系統(tǒng)（Automatic Position Reporting System，APRS）無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器。整星在“國際空間站”上裝配，在軌運行后用于驗證Satlet快速設(shè)計、制造、在軌組裝以及支持任何尺寸及質(zhì)量載荷的能力。

基于Satlet技術(shù)研發(fā)的HISat是低成本、模塊化、高度集成的衛(wèi)星，由美國NovaWurks公司聯(lián)合NanoRacks MicroSat公司共同研發(fā)，每顆質(zhì)量約為6.8kg，具有基本的衛(wèi)星功能，例如供電、運行控制等，并配備有必要的傳感器。HISats將在2016年夏季在“國際空間站”上被釋放至近地軌道，擬在2017年中期運行于地球靜止軌道，用于驗證HISat適用于各種軌道和客戶。

Satlet由于體積和質(zhì)量小，受發(fā)射限制較小，入軌后通過在軌釋放系統(tǒng)和空間機械臂操作，可集成為大型或超大型空間系統(tǒng)，且可靈活根據(jù)用戶需求和空間任務(wù)需要在軌動態(tài)組織新的構(gòu)型，并方便進行軟硬件升級和維修維護。由多個Satlets與結(jié)構(gòu)組件在軌組成的大型空間系統(tǒng)應(yīng)用平臺，可常駐空間并根據(jù)需要與不同功能有效載荷集成，以滿足多樣化的空間應(yīng)用需求。地面應(yīng)用方也只要發(fā)送有效載荷入軌，通過與空間系統(tǒng)應(yīng)用平臺集成來實現(xiàn)功能［12］。圖13為幾種基于Satlet的空間系統(tǒng)概念圖。

圖12　SIMPL示意Fig.12　Schematic drawing of SIMPL

圖13　基于Satlet的空間系統(tǒng)概念圖Fig.13　Conceptual Satlet-based space systems

2.4德國iBOEE項目

德國柏林工業(yè)大學(xué)等機構(gòu)在德國航空航天研究院（DLR）的支持下，開展了iBOSS項目的研究。該項目的重點在于將傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺分解為多個相同的建造積木（Building Block），每個建造積木包含特定功能，采取標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，由空間機械臂完成在軌組裝，集成為所需的空間系統(tǒng)?？刹僮餍院涂蓪崿F(xiàn)性對在軌服務(wù)系統(tǒng)來說至關(guān)重要，也是DLR在進行該項目研究中采取的主要原則。建造積木具有相同的立方體外形結(jié)構(gòu)，設(shè)計中力圖降低單個積木的復(fù)雜性、質(zhì)量和體積，并提供機器人友好型操作接口，可支持在軌組裝與重構(gòu)［11］，如圖14所示。

3　模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的特點及關(guān)鍵技術(shù)

圖14　建造積木及其集成的iBOSS空間系統(tǒng)Fig.14　Building block and iBOSS space system

模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的模塊組合靈活多變，系統(tǒng)規(guī)模、應(yīng)用方式通過改變模塊數(shù)量或更換相應(yīng)功能模塊即可實現(xiàn)；模塊可批量化生產(chǎn)，大大降低應(yīng)用成本；模塊體積質(zhì)量較小方便攜帶，在軌維修維護方便；在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境應(yīng)用（如行星表面探測中），可通過智能控制重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，極大地提高系統(tǒng)的魯棒性和適用性，滿足空間應(yīng)用的多任務(wù)需求。根據(jù)前文的分析，可總結(jié)出模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的特點和關(guān)鍵技術(shù)如下。

1）系統(tǒng)特點

（1）適應(yīng)性，可以靈活地改變自身的構(gòu)型，適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境和動態(tài)變化的工作任務(wù)要求。

（2）魯棒性，可以自動感知有問題的模塊，并采取其他備用或在用模塊代替故障模塊繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)［］。

（3）可擴展性，可以方便地連接與分離，系統(tǒng)規(guī)模的大小和功能可以根據(jù)需要進行自由擴展。

2）關(guān)鍵技術(shù)

（1）模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)通常由一種或者多種功能相同或相異的模塊組成，因此各模塊應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的機械、電氣接口。

（2）模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)可在無人或有人參與的情況下自主變換構(gòu)型和功能，以適應(yīng)不同的環(huán)境和任務(wù)需求，因此要解決智能化控制技術(shù)。

（3）模塊化可重構(gòu)系統(tǒng)空間在應(yīng)用中應(yīng)解決可重構(gòu)系統(tǒng)模塊連接與粘附技術(shù)、模塊微推進及組合推進技術(shù)、多模塊協(xié)同運動規(guī)劃及控制技術(shù)、多模塊供電技術(shù)、可重構(gòu)修復(fù)技術(shù)及空間多模塊轉(zhuǎn)發(fā)通信技術(shù)等。

4　建議

模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)組織方式靈活、控制機制智能、運動形式變化多樣、維修操作方便，特別適用于未知的、不確定的和非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境，可有效提高空間系統(tǒng)可維修性水平，降低空間系統(tǒng)建設(shè)成本，在行星表面探測、軍事偵察、空間維修維護等應(yīng)用中具有廣闊前景。目前，國外提出了多種模塊化自重構(gòu)空間系統(tǒng)的空間應(yīng)用構(gòu)想，但對其組織結(jié)構(gòu)、運行方式等還缺乏系統(tǒng)、深入的研究，總體上仍處于系統(tǒng)概念與方案研究階段，少數(shù)處于關(guān)鍵技術(shù)演示驗證階段。我國對模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)的研究剛剛起步，針對目前的研究，提出建議如下。

（1）提高對模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景的重視，積極安排和部署模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)發(fā)展，及時開展與航天器密切結(jié)合的模塊化可重構(gòu)技術(shù)研究。

（2）以模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)化設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合地面模塊化可重構(gòu)機器人技術(shù)，借鑒微納衛(wèi)星設(shè)計經(jīng)驗，大力拓展空間系統(tǒng)的模塊化應(yīng)用，針對空間環(huán)境特點和任務(wù)應(yīng)用需求，對可重構(gòu)系統(tǒng)模塊進行針對性設(shè)計，提高系統(tǒng)多樣化應(yīng)用能力和可維修維護性。

（3）模塊化同構(gòu)系統(tǒng)的所有模塊軟硬件完全相同，模塊之間的區(qū)別在于所處的位置以及在任務(wù)中所承擔(dān)的角色不同。同構(gòu)系統(tǒng)可以顯著降低建設(shè)成本，模塊的互換性很強，維修和更換模塊都較容易，但設(shè)計能滿足多種要求的模塊及其功能化齊全的軟件難度較大。異構(gòu)系統(tǒng)則由不同種類和功能的模塊組成，設(shè)計難度較同構(gòu)模塊小，但系統(tǒng)重構(gòu)與維護難度增大。我國在開展相關(guān)研究時，建議首先對模塊化異構(gòu)系統(tǒng)進行研究，降低模塊設(shè)計難度，對模塊化可重構(gòu)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)進行探索實踐后，逐步推進模塊化同構(gòu)系統(tǒng)研究進程。

（4）在進行模塊化可重構(gòu)空間系統(tǒng)控制方法研究時，應(yīng)考慮采用分布式與集中式相結(jié)合的方式。在任務(wù)單一、模塊數(shù)量少、通信距離短的條件下，采用集中式控制方式，進行高效率統(tǒng)一規(guī)劃和組織。在非結(jié)構(gòu)環(huán)境或任務(wù)多變、模塊數(shù)量較多、通信距離遠等條件下，采用分布式控制方式，充分發(fā)揮各模塊單元的主動性，由智能化協(xié)同控制算法協(xié)同控制多模塊共同完成既定任務(wù)。

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［11］David Barnhart，Lisa Hill，Erin Foeler，et al.A market for satellite cellularization:a first look at the implementation and potential impact of Satlets［C］//Proceedings of AIAA Space 2013 Conference and Exposition.Washington D.C.:AIAA，2013:2579-2589

［12］Lisa Hill，Erin Fowler，Talbot Jaeger，et al.DARPA Phoenix Satlets:progress towards satellite cellularization［C］//Proceedings of AIAA Space 2015 Conference and Exposition.Washington D.C.:AIAA，2015:1-20

［13］張鑫.自重構(gòu)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及其自修復(fù)算法的研究［D］.上海:上海交通大學(xué)，2008 Zhang Xin.Research on structure design and selfrepair algorithm of the self-reconfigurable robot［D］. Shanghai:Shanghai Jiaotong University，2008（in Chinese）

（編輯：夏光）

Research on Modular Reconfigurable Space System

PANG Yujia LI Zhi CHEN Xinlong ZHANG Zhimin HUANG Jianbin
（Qian Xuesen Laboratory of Space Technology，Beijing 100094，China）

Modular reconfigurable space system is composed of multiple modules which have the same figure and size.It has the advantages of flexible organization，convenient on-orbit maintenance and excellent adaptability.Modular reconfigurable space system will improve the space maintenance technology，reduce the construction cost，and satisfy the multi-task requirements in space applications.The development situations of modular reconfigurable space system are introduced，such as RSS（Reconfigurable Space System），the modular reconfigurable space system adopting Super Bots or Satlets.Some suggestions on developing Chinese modular reconfigurable space system are put forward that modular heterogeneous system with combinative mode of distributed and centralized control should be developed in preference.

modular reconfigurable space system；RSS（Reconfigurable Space System）；Super Bot；Satlet；iBOSS（intelligent Building Blocks for On-orbit Satellite Servicing）project

V423.4

A

10.3969/j.issn.1673-8748.2016.03.016

2015-10-08；

2016-03-01

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）（2015AA7046302）

龐羽佳，女，碩士，研究方向為在軌維修維護系統(tǒng)設(shè)計。Email：pangyujia@qxslab.cn。