Se aplica un método de control sin modelo a la operación de actitud y orbital de la nave espacial combinada post-captura, que consiste en un robot espacial y escombros. La principal contribución de este artículo radica en los siguientes tres aspectos. En primer lugar, se propone el método de linealización dinámica discreta de la ecuación de movimiento para una nave espacial combinada post-captura, y luego se presentan la forma de expresión estandarizada del sistema de múltiples entradas y múltiples salidas para los movimientos de dinámica de actitud y orbital de la nave espacial combinada post-captura. En segundo lugar, se define el modelo de mapeo de datos de la nave espacial combinada post-captura, y sobre esta base, se proporciona un método de optimización en línea de valor inicial para el modelo de mapeo de datos, que es clave para la convergencia del control sin modelo. Finalmente, se construye un sistema de prueba basado en un simulador de nave espacial de tres ejes en tierra para simular la operación de actitud y orbital de la nave espacial combinada post-captura, y se implementa el sistema experimental para verificar la validez del método de control sin modelo propuesto en este artículo. Los resultados muestran que el control sin modelo tiene un buen efecto de control sobre la actitud y la órbita de la nave espacial combinada post-captura, incluso si la configuración de la nave espacial varía con el tiempo.