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 圖為「天宮一號」目標飛行器模型。資料圖片
將實現「交會對接」
空間交會對接簡稱「交會對接」，主要目的是將航天員從太空飛船送入空間實驗室或空間站，與載人航天器發射和航天員安全返回技術、空間出艙活動技術並列為載人航天的三大基本技術，也是建立空間站的重要基礎。
空間實驗室的建設過程是先發射無人空間實驗室，而後再用運載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的實驗室交會對接，航天員從飛船的附加段進入空間實驗室，開展工作。
「『天宮一號』試驗目的很明確，突破無人交會對接技術。這是空間站最基本最關鍵的基礎。」北京大學地球與空間科學學院教授焦維新說。
「天宮一號」要完成在太空中兩年的飛行任務，並完成出艙活動、空間交會對接試驗和發射長期自主飛行以及有人照料的空間實驗室等目標，「天宮一號」的任務才算圓滿完成。
交會是指兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數的協調，在同一時間到達太空同一位置的過程。對接是在交會的基礎上，通過專門的對接機構將兩個航天器連接成一個整體。因為其重要意義，空間交會與對接成為載人航天活動的三大基本技術之一。
交會的具體程序是，先將目標飛行器發射入軌並精確測定其運行軌道，當其飛經待發飛行器發射場上空時，通過擇機發射使後者與前者運行在相同的軌道上，並且將距離控制在一定範圍內，隨後再依靠飛行器本身的機動能力讓兩者逐漸連為一體。
這個過程的難度很大。在太空中的空間實驗室和飛船都保持高速運行，時速到達28000公里以上，在對接過程中，需要兩個航天器的軸線在同一條直線上，並且相對速度要接近0，如果計算不準，就可能發生飛船相撞事故。
焦維新打了一個比方表示，「就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車，要讓它們的距離必須一直保持在1米左右，這是非常不容易做到的。」
在國外載人航天活動早期，航天器在空間交會對接過程中就曾失敗。比如，俄羅斯「進步M3-4」飛船與「和平」號空間站在對接過程中「相撞」。
甚至到現在，交接失敗仍時有發生。2010年7月2日和10月31日，俄國的兩艘「進步」M貨運飛船首次自動對接都失敗，不得不改為手動。2005年美國發射的DART衛星，甚至與目標衛星轟然相撞。
目前世界上有美國、俄羅斯、歐洲和日本研製的飛行器分別完成了與運行在地球軌道上目標飛行器的交會對接。但到目前為止，只有美國和俄羅斯掌握完整的交會對接技術。歐洲和日本交會對接技術方面分別靠美國或俄羅斯的技術支持。
異軍突起的中國對空間交會技術的探索，自然引起了各航天大國的高度注意。
將科學實驗室搬上太空
「天宮一號」是我國首個空間實驗室的名稱，該目標飛行器成功發射後，我國還將連續發射「神八」、「神九」、「神十」飛船與「天宮一號」交會對接，從而建立第一個中國空間實驗室。
根據我國的航天計劃，空間實驗室是我國載人航天工程的第二步，將在2016年前完成，為最終建成空間站提供技術支持；而第一步即載人飛船階段，已由神五、神六、神七飛船實現。
在「天宮一號」發射之後，2015年前，我國將再陸續發射「天宮二號」、「天宮三號」兩個空間實驗室。「天宮二號」將主要開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗。
「天宮三號」將主要完成驗證再生生保關鍵技術試驗、航天員中期在軌駐留、貨運飛船在軌試驗等，還將開展部分空間科學和航天醫學試驗。
中國為什麼要耗費大量的人力和財力建造自己的空間站？中國工程院院士張履謙表示，空間站是航天事業發展的一個必然趨勢，它代表了一個國家的航天國力。「如果我們現在不去掌握這項技術，等到需要使用空間站時再來建造就會落後了。」
北京大學地球與空間科學學院焦維新教授接受媒體採訪時表示，「造船是為了建立空間站，建站是為了科學實驗，這就是我國自主建立空間站的原因。」
人類目前載人航天活動的終極目的，是將實驗室搬上太空，利用太空微重力高真空的獨特環境，開展地面無法進行的生命科學、材料科學等實驗，從而為人類造福。
「天宮一號」建成後，可以用來進行科學實驗、生產、太空觀測、偵察、在太空中儲備物質等多種用途。在對地觀測方面，當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時，空間站上的航天員可以及時調整遙感器的各種參數，以獲得最佳觀測效果。
除此之外，中國科學技術大學地球和空間科學系胡友秋教授認為，「天宮一號」的建立可以為我國帶來很大的經濟價值。
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