国际空间站(ISS)作为人类太空探索的轨道前哨站，是许多航天器运输载荷和宇航员的节点。它具有高度的适应性和动态配置。它是一个多任务、多用途的实体，可以提供动力支持、轨道维持、姿态控制、空间环保、通信等服务。空间站的系统要求和操作限制旨在保障人类的生命和安全，但事实证明，无人机器人空间站(RSS)也具有很大的实用性。RSS可以在国际空间站服务寿命结束时作为其替代品，继续为国际空间站目前正在开展的许多有价值的服务和实验提供支持，开发科学和工程应用的新能力，节省空间站搭载实验和仪器载荷所需的资金，确认人类未来行星探索所需的技术，并为私营部门参与者提供创收应用。
一、空间机器人服务项目
(1)已经成功运行在地球轨道上的机器人系统包括：
新一代空间站机械臂系统(“加拿大太空机械臂-2”)、日本工程试验卫星(ETS-VII)、DARPA的“轨道快车”演示任务、德国航空航天中心(DLR)的“ROKVISS”机器人实验和日本的“实验模块机械臂系统”(JEMRMS)。
“地球同步轨道卫星机器人服务”(RSGS)
由DARPA和劳拉空间系统公司(SSL)联合推出的“地球同步轨道卫星机器人服务”(RSGS)将是首个在地球轨道运行的商业机器人系统，计划于2021年发射，旨在进一步成熟人类深空探测所需的机器人技术。为了连接许多客户卫星并为其提供服务，RSGS及其卫星的使用寿命很长。
RSGS将具备以下能力：
用于用户航天器自动对接的发射适配器；
仔细检查客户特征；
完成机械处理，如纠正部署任务的异常现象；
将具有新功能的模块与客户卫星的外部连接；
使用客户卫星的推进剂和排水阀补充燃料；
使用服务提供商推进器重新定位客户卫星。
在轨组装
地球同步轨道(GEO)通信卫星可以为更多的客户提供更大的反射器，大型反射器的机械装置可以为卫星运营商创造额外的收入。然而，目前的反射器尺寸受到舰载机整流罩调节能力的限制。因此，SSL公司正在NASA“临界点”项目框架下开展“蜻蜓”项目，发展在轨组装技术。根据“引爆点”项目，太空制造公司也在寻求在太空制造更大的反射器。目前，在航天器在轨检测和在轨服务领域，正在积极发展在轨组装所需的多项技术和程序。
在轨组装卫星的优势包括：RSS可以测试在轨组装太空望远镜所需的机器人技术；RSS在部署小型商业卫星时可以使用高能推进剂；在轨组装的卫星设计可以只考虑任务执行，不考虑发射需求，从而降低集成和测试成本。
空间望远镜在轨装配是机器人在轨装配的候选方案。目前，所有在轨望远镜都是通过单次发射进入轨道，并作为独立单元部署，但一些新设计的模块太大，无法实现单次整体发射和完整部署。美国宇航局已经委托进行一项研究，通过模块化组装来建造大型天体物理仪器。根据NASA的报告，机器人组装将为未来的系外行星表征仪器提供风险评估和成本效益，报告建议使用RSGS测试组装技术。
在轨道上建造卫星。美国国防科学技术政策研究所(IDA STPI)发布的报告总结了这一概念：近十年来，研究人员和专家建议，飞船、卫星和其他飞行器应该部分或完全在太空组装或制造，以取代在地面完成的组装架构。虽然在轨组装/制造技术的发展仍处于低水平，但近年来已经取得了一些进展。ISS通过增材制造(3D打印)技术实现了小型部件(如塑料工具)上的在轨制造。
根据IDA STPI发布的报告，用于搭载科学、商业和军事有效载荷的持久操作平台也可以在轨道上组装。这个概念的基本思想是用连接器组装一个结构，可以随时向多个负载提供电力和通信服务。持久化运行平台可以提供姿态控制、轨道维护和效用服务，减少发射次数，降低部件集成和测试成本，缩短发射周期，提高使用灵活性。
目前，一些模块化卫星组件概念已经达到很高的成熟度。例如，总部位于加州的NovaWurks公司开发的HISat cell卫星概念是一种模块化卫星组件，并通过了飞行测试。德国航空航天中心(DLR)开发的“用于在轨卫星服务和组装的智能建筑模块”(iBOSS)。此外，空间拖船对于实现卫星在轨组装必不可少，它可以将组装好的卫星运送到RSS所在轨道之外的地方。这些服务任务将为未来的空间机器人系统和机器人空间站的建立提供大量有价值的数据信息。
组装/制造在轨通信卫星的大型反射器将大大受益于地球同步轨道通信卫星市场；美国宇航局已经启动了在国际空间站生产高质量光纤的项目。RSS可以作为这个项目进一步开发的测试平台，甚至可以作为实际的生产平台。随着新技术和应用的投入以及空间站商业活动的增加，RSS应借鉴ISS的商业开发经验，以公私合作的方式运营，以减少RSS运营成本对政府预算的影响，并为空间站的设计和运营带来更大的灵活性。上述服务任务将为未来的空间机器人系统和机器人空间站的建立提供大量有价值的数据信息。
二、机器人空间站的设计要求
(1) RSS必须以机器人的形式建造，依托于民营企业和实验室快速推进的机器人技术，如Norge公司及其合作伙伴在机器人装配与服务商业基础设施(CIRAS)项目中开发的技术，包括动力系统、姿态检测与控制、推进系统和通信系统，将集成到桁架部件中。(2) RSS应提供一个封闭的空间，保护设备免受微陨石的侵害，可通过联锁自动构建。(3) RSS应部署在太阳同步轨道上，为未来A列车的后续仪器提供托管平台。为了便于所有的加工程序和装配过程都由机器人执行，RSS首先要构建一个可以与其他部分连接的中央桁架模块，每个投放组件和科学模块都必须包含一个可以与机载机器人系统连接的接口；RSS的设计方案必须包括自动维护和修复的能力，如：减少冗余以避免维持国际空间站运行的关键机器人出现单点故障；更换一些无法修复的部件；开发机器人自动修复功能，包括使用在轨制造。
三、 RSS RSS的发展动机
加速机器人技术进入地球轨道，刺激航天经济发展；测试最终用于人类太空探索任务的机器人；验证轨道天体物理观测台和其他系统的机器人装配概念。RSS可以提供ISS目前提供的很多功能：部署小型LEO卫星；在受保护的空间进行科学实验；托管地球观测仪器和其他外部有效载荷；利用在轨制造技术开展有益于商业、民用或国家安全应用的实验。
010-310
政府资助的建设/运行RSS的技术包括：RSS框架建设设备和技术，如“机器人组装和服务商业基础设施”(CIRAS)项目开发的技术；回收有效载荷的大型外挂机械手，如下一代大型“加拿大机械手”；操纵/组装有效载荷的小型机械手，如蜻蜓项目；回收轨道车辆和空间拖船的机械臂，如MDA-US Systems为RSGS和Restore-L开发的“FREND”臂；机械臂自动抓取操作的软件系统，如美国海军研究实验室为RSGS项目开发的技术。将这些技术与工业技术相结合，可以促进商用机器人的蓬勃发展。
:未来愿景
建造RSS的目标包括：向太空发射更多的机器人，并利用它们完成更多的太空任务，从而改变太空作战；根据环境变化，机器人的设计尽可能满足商业、科学、政府等众多用户的需求；利用迅速发展的地面机器人技术促进空间机器人技术的扩展；降低未来空间探索任务的风险；重点完成地面无法完成的试验；在不增加容量或人类生命支持设备的情况下，尽可能取代国际空间站的载荷登船功能；对国际空间站有不安全影响的登船设备和技术。
NASA已经就近地轨道和ISS的商业化征求意见，将小卫星和运载火箭整合到机器人空间站的物流系统中，并利用一些配套技术实现更强大的空间物流基础设施服务。
与宇航员空间站相比，机器人空间站的运行成本和性能要求更低，但其设计、开发和部署仍是一项重大事业。机器人空间站可以执行很多有价值的功能，是推动机器人技术进入太空的最重要节点。除了提前为RSS设想的功能，机器人的灵活性将使其能够执行其他任务，实现更大的商业价值，促进人类深空探测任务的扩展，进而开启真正的空间机器人时代。
