根據中國載人航天工程計劃安排，2008年9月，工程進入交會對接任務準備階段。

　　一、 任務目標。一是研製發射天宮一號目標飛行器，與神舟飛船共同完成航天器空間交會對接飛行試驗。二是運行短期有人照料的載人空間試驗平臺，進行航天員空間駐留試驗，以及載人空間站關鍵技術驗證。三是進行對地遙感、空間環境和空間物理探測、空間科學實驗、航天醫學實驗及空間技術試驗。

　　空間交會對接技術是指追蹤飛行器和目標飛行器在空間預定的軌道上會合，並在結構上連接成一體的技術。該技術是完成航天器在軌組裝、航天員天地往返、貨物運輸、燃料補給、空間營救等任務的基礎，是建設載人空間站和載人航天發展必須突破掌握的基本技術。

　　二、 任務規劃。首先發射天宮一號目標飛行器，之後依次發射神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船與其進行交會對接，驗證和掌握空間交會對接技術，以及組合體運行控制、航天員駐留等關鍵技術，開展空間科學實驗、航天醫學實驗和空間技術試驗。

　　根據任務準備進展情況和發射窗口計算，計劃今年9月下旬發射天宮一號目標飛行器、隨後發射神舟八號飛船，實施我國首次空間無人交會對接試驗；2012年分別發射神舟九號和神舟十號飛船，進行無人或載人交會對接試驗。

　　三、 技術狀態。天宮一號目標飛行器為全新研製，採用實驗艙和資源艙兩艙構型，全長10.4米，艙體最大直徑3.35米，起飛質量8506千克，設計在軌壽命2年。實驗艙由密封艙和非密封後錐段組成，密封艙有效活動空間約15立方米，可滿足3名航天員在艙內工作和生活需要；非密封後錐段安裝遙感試驗設備。實驗艙前端安裝被動對接機構及交會對接測量合作目標，與飛船對接後，可形成直徑0.8米的轉移通道。資源艙為柱狀非密封艙，配置推進系統、太陽電池翼等，為空間飛行提供動力和能源。

　　天宮一號目標飛行器由改進型長征二號F/T1火箭發射。該型號火箭在原長征二號F火箭的基礎上，研製了新型整流罩，並對助推器、控制系統和故障檢測系統等進行了改進，提高了運載能力和入軌精度。火箭全長52米，起飛質量493000千克，運載能力8600千克。

　　測控通信系統由兩顆天鏈一號中繼衛星、16個國內外陸基測控站、3艘測量船，以及北京飛控中心和西安測控中心組成。

　　四、 飛行程序。天宮一號目標飛行器在酒泉衛星發射中心發射。經兩次變軌後進入高度約350公里的近圓軌道，並完成飛行器平臺在軌測試。在神舟飛船發射前，目標飛行器開始降軌調相，進入高度約343公里的對接軌道，等待與飛船交會對接。

　　天宮一號在軌飛行期間，將分別與神舟八號、神舟九號和神舟十號飛船進行交會對接，形成剛性連接的組合體。

　　組合體飛行任務結束後，天宮一號與飛船分離。待飛船返回後，天宮一號升軌到高度約370千米的近圓軌道，轉入長期在軌運行管理模式，開展空間科學與技術實驗，並等待下次交會對接。

　　天宮一號目標飛行器壽命末期，主動離軌，隕落南太平洋。

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