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节点3 牵手对接
15分钟内祖国上空相拥
从对接机构接触开始，神八飞船与天宫一号要在15分钟内完成捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程，最终实现两个航天器之间的刚性连接，形成组合体。至此，第一次交会对接任务结束，而这15分钟内的大部分事件，是在我国上空完成的。
解读(飞船系统总设计师张柏楠)：这一切，都是通过安装在飞船与目标飞行器上的对接机构来完成的。这是我国目前最复杂的空间机构，由上万个零部件组成。这次的对接机构是我国历时十几年完全自主研发的。
节点4 组合飞行
天宫一号控制组合飞行
第一次对接完成后，天宫一号与神八以组合体飞行模式飞行，通过天宫一号完成控制，神八处于停靠状态。组合体在轨飞行12天左右，将择机进行二次对接。对接机构解锁，两个飞行器分离，按程序进行二次对接。
之后，与天宫一号二次分离后，神舟飞船将由倒飞转入正飞状态。此后飞船返回再入大气层后，将降落在内蒙古主着陆场区。至此，神八飞船完成其历史使命。
解读(空间站系统副总设计师徐小平)：两个飞行器质量不同，控制模式不同，它们的组合飞行肯定比一个飞行器单独飞行难。飞船在对接完成后转入停靠状态以延长寿命，这时飞船的能源、大气环境等由天宫提供支撑。组合体内部环境的统一控制是未来载人空间站运行的重要技术。虽然因无人参与，这次试验对大气环境不进行验证，但两个飞行器之间的通道是否畅通至关重要。综合新华社电
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对接四难点
上海航天技术研究院研究员、交会对接大型地面试验系统原负责人陶建中介绍，对接机构在我国是一项全新技术，许多问题都是以前从未遇到的，其中最主要的技术难点有四个方面：
一是如何保证两个飞行器相撞时“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。据新华社电