2011年11月3日01：36，神舟8号无人飞船和天宫1号目标飞行器依靠交会测量设备的引导，利用对接机构，在距地面343千米的轨道上首次对接获得成功，实现了2个航天器的刚性连接，形成组合体。组合体飞行12天左右后，进行了第2次交会对接试验，进一步考核了对接机构的重复使用性能，以及交会对测量设备在不同空间环境下的性能。任务完成以后，神舟8号宇宙飞船于2011年11月17日返回地面。

　　神舟8号此行有两个重要使命，一是突破空间自动交会对接技术，二是实现载人飞船的定型。定型的“神舟”飞船除了能运送3名航天员之外，还可以运送300千克货物上天，带回50千克载荷，并增加了交会对接用的测量和对接功能。此前，“神舟”系列飞船都是处于试验状态，结构不断变化和改进，而从神舟8号起，“神舟”系列飞船开始实现小批量生产。这不仅可以满足空间实验室和空间站的运输需求，提高可靠性，也有利于降低造价和缩短研制周期。

　　神舟8号全长9米，最大直径2.8米，起飞质量8.1吨。它是在试验性飞船基础上，取消了轨道舱附加段和轨道舱留轨功能，而在轨道舱上增加了增加了微波雷达、激光雷达、CCD光学敏感器等交会测量设备，以及主动式对接机构，具备自动和手动交会对接与分离功能，对接后与天宫1号形成组合体。

　　其中的高精度测量设备用于测量神舟8号与天宫1号的距离、速度、角度和姿态，保证对接时2个航天器的相对位置误差不超过180厘米，姿态误差不超过5°；飞船上的光学系统用于保证在交会对接时能看得更清楚，从而平稳对接。

　　其中的对接机构采用导向板内翻式的“异体同构周边式”构型，对接后可形成0.8米的航天员转移通道。它十分复杂，有118个传感器、5个控制器、上千个齿轮轴承、18个电机和电磁拖动机构、数以万计的零件和紧固件，主要技术难点有四个：一是如何保证2个飞行器相撞时“不撞坏、不弹开”，软硬适度；二是如何保证很多相互矛盾的动作(如推拉、合分等)组合在一起具有高可靠度；三是许多复杂的产品要协调安装于周边，中间留出人孔通道，如何实现系统集成；四是如何在地面充分试验、模拟天上微重力情况下的对接分离过程。经过攻关，中国研制的对接机构可以适应从8.5吨的小型空间实验室到数百吨的大型空间站各舱段间的对接，载荷适应能力非常高。

　　有人形容空间交会对接技术就像在太空中放了一根针，然后在相距几百千米的地面控制一根线去穿过那个针眼，所以很复杂，是“高难度”动作。国外已发生过近20次空间交会对接故障。

　　2个航天器在空间实现交会对接，实际上包括交会和对接2个部分。交会是指2个或2个以上航天器在空间轨道上按预定时间和位置停靠相会；对接是指2个航天器在空间轨道上通过对接机构相互接触并连成一个整体。航天器之间在空间进行对接前要先交会，即相互接近，它是通过交会测量系统使一个航天器接近另一个航天器的过程。

　　在空间交会对接的2个航天器中，1个称目标飞行器，一般是空间站或其他的大型航天器，作为准备对接的目标，交会对接时保持稳定状态；另1个称追踪飞行器，一般是地面发射的宇宙飞船、航天飞机等，交会对接时要通过变轨来追赶目标飞行器，实现两者的交会对接。在这次交会对接中，中国的天宫1号是目标飞行器，神舟8号飞船是追踪飞行器。

　　总的来讲，空间交会对接技术主要有四大难点：难点之一是速度极高，如果控制不好很危险，容易“追尾”。难点之二是边绕地球边交会，作为追踪飞行器的航天器通常先发射到比作为目标飞行器的航天器稍低的轨道上，然后经过多次轨道调整，逐步追上目标飞行器。难点之三是要有超高精度测量与控制设备，在两个航天器即将对接时，横向误差小于18厘米（神舟8号只有2厘米），姿态误差小于5°，相对速度小于0.2米/秒。难点之四需研制出复杂而精巧的对接机构。中国空间交会对接过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段几个阶段来实施。

　　神舟8号与天宫1号采用的导向板内翻式的“异体同构周边式”构型是目前比较先进的。“异体同构”是指追踪飞行器和目标飞行器上的对接机构采用同样结构，没有主动、被动之分；“周边式”是指机构不设置在中间，而是设置在周边。对接时，追踪航天器上的对接机构伸出，周边的三个板状导向器完成导向作用，使两个对接机构准确地接触。锁定后对接机构回缩，使对接面拉紧，最终锁定两个对接面，完成对接。其优点是对接后通道畅通，因对接连接环直径较大承载能力大，所以适宜大质量航天器间对接，但其结构比较复杂，质量较大。这种对接机构与“国际空间站”所使用的对接机构兼容，在对接原理、构造、结构尺寸上是一致的。将来，如果中国要与国外进行太空合作，对接机构只需进行适应性的接口协调即可。

　　与以前的“神舟”飞船相比，神舟8号改进了航天员手动控制设备，增加了8台平移发动机和4台反推发动机，它们遍布周身，可从各个角度和方向提供推力，使飞船不仅可以向前运动，还能平移（包括上下运动）和后退，用于控制飞船和目标飞行器的相对位置，保证对接时系统运行更自由，同时提供紧急避撞的动力，一旦飞船遇险，可以实现及时返回撤离。

　　另外，为提高飞船的性能及安全性、可靠性，对其部分系统也进行了改进。比如飞船在前期可独立飞行5～7天的基础上，具有了与天宫1号以及空间实验室或空间站对接后停靠180天的能力；推进舱上的太阳电池翼发电能力比此前的“神舟”飞船增加了50%；改进了降落伞和着陆缓冲系统，提高了安全性和可靠性，以适应未来空间站任务的要求。比如，对降落伞薄弱环节进行了加强，而且增加了牵顶伞，使得返回舱的回收能力具有50%以上的余量，同时降落伞的破损程度与以往相比也明显降低，进一步提高了整个回收系统的可靠性。

　　由于交会对接对飞船的控制能力提出了更高的要求，神舟8号上配备了运算能力更大的计算机，对控制系统能力进行了升级。为满足交会对接和返回需求，神舟8号此次满载1t推进剂，同时配备应急电池。

　　神舟8号飞船虽然没有载人，但它是按照载人状态设计的。神舟8号增加配置了两类设备，一种是图像记录设备，它将把这次交会对接过程记录下来，这对于航天员地面训练将会很有帮助。另一种是力学参数测量设备，它将把这次飞船飞行过程中的各种力学参数记录下来，这对于评价飞船的载人力学环境是很有意义的。总体上讲，通过这次飞行，可以验证改进后的飞船能否适应载人航天飞行的要求。

　　神舟8号舱外新增的摄像机采用先进的压缩编码体制和双路图像传输模式传输图像，大大提高了图像传输质量，保证了画面能够清晰地传回地面。

　　通过这些改进和交会对接任务的飞行验证，将逐步形成标准配置、状态固化的载人天地往返飞船，为后续任务的组批投产奠定基础。神舟8号全部实现了国产化，所有单机设备均为自主研制。总之，神舟8号的有关指标更加先进并趋近甚至赶超国际一流。