天宫一号实际上是空间实验室的实验版，是我国全新的载人航天系统。原来飞船是短期飞行，飞行几天以后就返回地球，天宫一号是长期的在轨飞行，而且要完成多次的交会对接任务，跟多艘飞船进行交会对接，对接以后还要完成相关的实验任务。现在计划的是天宫一号飞行两年，分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号进行交会对接，完成整个交会对接大的任务。

视频：天宫一号飞行器经四圈飞行后成功变轨

天宫一号的主要任务有四大项：首先是和飞船配合，完成交会对接，这是天宫一号的主任务。我们常说的“交会对接”，实际分为“交会”和“对接”两个阶段。首先是交会阶段。“交会”段是通过控制“神八”飞船的运行，“捕获”到天宫一号，然后通过导航系统的引导，使两个飞行器慢慢接近。从两个航天器第一次接触起就进入对接阶段。对接阶段分为“捕获”、“校正”、“拉近”、“锁紧”四个阶段。

图1 任务一：交会对接

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二是天宫一号要完成飞船与天宫一号组成的组合体的控制和管理，对接以后，由天宫一号全面来控制组合体，包括姿态、轨道的控制，还有舱内的大气环境统一的控制，包括温度、湿度、舱压、氧气，就是载人环境由天宫一号来统一控制。

图2 任务二：合体运行

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三是开展相关的实验，主要包括几大类：第一类是空间科学的实验，里面有空间物力探测，还有对地观测的实验；第二类是空间医学实验，为了将来建设空间站，航天员长期驻留的话，进行航天医学的实验项目；第三类是再生生保的实验，这是为将来空间站，像废物的可重复利用来进行实验，也是为空间站打基础的。

图3 任务三：开展实验

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第四类是为空间站进行技术验证。现在空间站已经立项，后期要建立空间实验室和空间站，天宫一号肩负着使命就是为将来的空间实验室、空间站打基础，进行技术验证。“天宫”与“神八”的交会对接就是在为空间站做准备的，交会对接的能力是为空间站提供补给的一个前提，“神舟七号”出舱活动也是今后空间站的建造、维修需要具备的一个基本能力。空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成，较大型的可分批发射组件，在太空中组装成为整体。

图4 任务四：技术验证

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对接技术是载人航天的重要难关

尽管存在其他目标，但天宫一号目标飞行器最主要的目的还是突破掌握交会对接技术。交会对接技术是载人航天技术的一个重要难关，无论美国还是苏联，在突破空间交会对接技术，进行实际空间交会对接操作上都经历了多次失败。

美国在双子星8号与阿金纳上面级成功完成首次交会对接之前，双子星6号和7号飞船进行了首次人控交会，最近距离180米，更早的双子星3、4、5号交会对接实验都以失败告终。苏联尽管成功进行了大量自控和人控交会对接实验，但礼炮号空间站的实际使用中仍然频频出现对接失败，即使到了和平号时代还出现了进步货运飞船对接失败撞伤和平号空间站的事故。

图5 “双子星座”6号拍下的“双子星座”7号在地球上方的轨道上的图片

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