空间拖船是在太空中担负拖驳运输的宇宙飞行器。这种拖船将由地面遥控,可携带在航天飞机上,可在空间停留,必要时可借助航天飞机加注燃料，也可用于处理空间的各种零星事务，包括清除空间的碎片、将卫星从某一轨道推到另一轨道等等。

美国NASA计划建立一支“空间拖船队”。这种正式命名为轨道机动飞行器的拖船将用于处理空间的各种零星事务，包括清除空间的碎片、将卫星从某一轨道推到另一轨道等等。

第一艘空间拖船将由TRW公司设计和制造，预定在1991年发射，成本约2亿美元。第一艘拖船将能到达高达2100公里的空间轨道，比航天飞机的轨道高约1600公里。NASA希望最终能拥有一支能达到约36000公里同步轨道的空间拖船队。

这种拖船将由地面遥控，可携带在航天飞机上，可在空间停留，必要时可借助航天飞机加注燃料。

外形犹如运载火箭中的一级火箭，既无机翼，又无尾翼。拖船游船体、对接装置、动力系统、电力系统和辅助系统组成。它被装入航天飞机货舱里，带到离地300~1000公里的低轨道上，然后由机械手施放到太空，再点燃自备火箭发动机的推进剂，开始承担低轨道与高轨道之间的拖驳运输。

在国际空间站的失重状况下，航天员进行了大量的科学实验，增加了新的知识，推进了医学、材料科学及工业加工等领域的基础研究。不过，要想保证空间站正常运转，必须有稳定的后勤保障，定期为空间站送去新鲜空气、食物、水、燃料及设备等。一直以来，这项工作都是由进步号货运飞船和航天飞机来完成。从2007年开始，一种新的太空拖船将加入其中。

2007年3月，欧洲将从法属圭亚那库鲁发射场用阿里安5火箭发射其研制的新型货运飞船——“自动转移飞行器”，这将是欧洲履行“国际空间站”义务的一个重要里程碑。这次首飞的“自动转移飞行器”以法国科幻小说家凡尔纳的名字命名。

“凡尔纳”飞船的形状像个大圆筒，外表呈蛋壳色，全长10.3米，最大直径为4.48 米。船身外部有4个太阳翼，每个翼由4块面板构成。4个太阳翼展开时呈X形，跨度达到 22.28米，远远看去就像金属制成的蓝色“翅膀”。飞船发射时的最大质量为 20750 千克。

“凡尔纳”的内部由3部分构成：推进舱、电子设备舱和加压舱。“凡尔纳”飞船的飞行和与空间站的对接总共需要5天时间，飞行过程大致为：首先阿里安 5 火箭携带“凡尔纳”发射进入高度为 300 千米、倾角为 51.6°的转移轨道；接着在位于法国图卢兹的欧洲控制中心的操作下，飞船与火箭分离，导航系统开始工作，推进器点火，将“凡尔纳”飞船送入另一条转移轨道；在接下来 3天的轨道调整后，飞船将进入空间站的视线内，这时与空间站的水平距离为 30千米，垂直距离为 5 千米；最后，飞船上的计算机开始发出逼近机动的指令，飞船慢慢靠近空间站，直到与空间站对接。

尽管这种新型太空拖船发射时没有乘载航天员，但是在它与空间站对接后，航天员穿上普通服装就能进入飞船的加压舱中，加压舱能容纳 2 名航天员。在航天员把飞船带来的物资搬走的同时，其中的液体（或气体）储罐能够与空间站的管道装置连接，罐中的液体（或气体）会流往空间站的储存设备中。当货物卸载任务完成后，“凡尔纳”飞船仍作为空间站的一部分，航天员能把这个加压舱作为一个实验区，直到飞船离开空间站。

“凡尔纳”飞船自身携带了4700千克燃料，除了飞行和返回过程中使用一部分之外，在与空间站对接的6 个月期间，每隔一段时间，“凡尔纳”就用自身的推进剂为空间站提升轨道高度，另外还用于空间站的姿态控制、空间碎片规避机动。假若空间站上发生紧急事件，“凡尔纳”飞船能在 10 分钟内撤离。

这种空间拖船，实际上是作为扩大航天飞机用途的末级运载工具，用来载人纳物。尤其是全能载人空间拖船，以能够完成各种任务而受到特别重视。当它离开航天飞机的货舱，开始自主飞行以后，可用来向空间布放低轨道的人造卫星，也可作为低轨道上的一艘载人飞船，还可自低轨道跃向高轨道，并转换到月球轨道，成为月球空间站，甚至可把有人或无人的登月舱送到月面，或者从月面回收登月舱。

当卫星绕地球飞行时，会逐渐滑向地球。拖船能把卫星拖回到正确的轨道。空间拖船还能使多余的宇宙飞船改变其重返大气层的轨道，使之在大气层中烧毁或无害地落至海洋，而不降落到陆地上。

随着空间拖船的投入使用，航天飞机的工作量将大为增加。拖船能把航天飞机上的有效载荷携带到更高的轨道，也能回收卫星，该卫星可由航天飞机机组人员修理，或由该航天飞机带回地面。