一种空间目标可靠连接系统，涉及航天器在轨服务技术领域；安装底座和n个支撑腿结构；支撑腿结构包括支撑杆、第一连接杆、第二连接杆、第一单向转向机构、第二单向转向机构、球关节和柔性足垫；其中，支撑杆的顶端与安装底座固定连接；第一连接杆的轴向一端通过第一单向转向机构与支撑杆的底端连接；第一连接杆的轴向另一端通过第二单向转向机构与第二连接杆的轴向一端连接；球关节与第二连接杆的轴向另一端连接；柔性足垫固定安装在球关节的底部；本发明提供了一种针对于空间目标表面的可靠连接系统，当服务飞行器连接到目标以后可执行多种任务。