空间碎片柔性抓捕是目前热门的在轨捕获技术,以结构简单、容错率高、成本低等优点被广泛应用于空间碎片和废弃卫星等非合作目标的抓捕中。为了提高柔性抓捕的适用范围,采用强度更高的带网替代绳网对高速碎片进行抓捕是一种有效的手段。同时,针对航天器会受到空间碎片毁伤的问题,可采用空间带网进行防护。由于空间带网具有复杂的非线性行为,对空间带网进行动力学建模和仿真具有重大意义。因此,本文采用高强度空间带网代替绳网进行抓捕任务,提出了空间带网捕获系统概念,给出了其性能评价指标,建立了空间带网组合弹簧-质点模型;设计了带网断裂准则,并针对空间带网的发射展开和碰撞过程进行了动力学仿真研究,讨论了不同系统参数对发射展开的影响以及不同目标姿态对碰撞过程的影响;设计了带网地面试验系统,验证了模型的准确性。首先提出空间带网捕获系统的概念,介绍系统组成及工作原理,并且为了评价空间带网发射展开过程及碰撞过程性能,分别提出了空间带网展开及碰撞过程评价指标。展开性能指标包括最大展开面积、展开时间及保形时间,碰撞性能指标包括网口面积、碰撞力和目标位移速度的变化。其次,建立了空间带网组合弹簧-质点模型。在传统弹簧-质点模型基础上,除描述抗拉强度的结构弹簧外,增加了描述带网抗弯及抗剪强度的弯曲弹簧和剪切弹簧,并赋予弹簧在不同变形程度下的不同刚度系数,形成了组合弹簧-质点模型。另外基于ABAQUS膜单元建立了带网的动力学模型,通过两者对比验证了组合弹簧-质点模型的准确性。而后对空间带网进行碰撞动力学建模,给出碰撞检测方法和碰撞力的推导。然后,在展开过程中对弹簧参数进行对比分析,在碰撞过程中设定断裂准则,进行了空间带网高速碰撞对比仿真。采用组合弹簧-质点法,基于MATLAB编程建立空间带网展开及碰撞模型,同时,基于ABAQUS/Explicit模块建立空间带网展开及碰撞模型,在相同工况下进行两模型对比仿真,验证组合弹簧-质点模型准确性;分别在展开及碰撞过程中进行带网和绳网对比仿真,仿真结果表明:带网对高速碎片适应性优于绳网;对不同设计参数的发射展开过程和不同目标姿态的碰撞过程进行仿真分析,得出不同参数对展开过程的影响。实际捕获任务中,可根据目标姿态情况制定捕获策略。最后,搭建了带网地面试验系统。对带网的展开及碰撞过程进行了地面试验,并与带网的组合弹簧-质点模型进行对比分析,试验结果表明,试验结果与仿真结果中带网运动姿态匹配度好,再次验证组合弹簧-质点模型能够准确模拟带网的动力学特征。