一种无拖曳航天器的自由落体验证装置，包括航天器模拟装置（1），用于在地面上做自由落体运动；惯性传感器或加速度计（2），用于测量航天器模拟装置（1）的残余扰动加速度；姿态敏感器（3），用于测量航天器模拟装置（1）的姿态参数；无拖曳控制器（4），用于对残余扰动加速度和姿态参数进行处理得到反馈控制信号；推进器（5），用于在反馈控制信号控制下产生推力作用在所述航天器模拟装置（1）上，使得航天器模拟装置（1）克服外界环境的残余扰动和维持姿态。通过航天器在地面短时间内的自由落体运动，模拟空间运行环境，把惯性传感器或加速度计（2）、姿态敏感器（3）、无拖曳控制器（4）和推进器（5）综合起来，在短时间可以实现空间无拖曳航天系统技术地面环境下地性能和功能测试验证。