由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后2天,“神八”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后,神舟八号飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验,这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。2011年11月16日18时30分,神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离,返回舱于11月17日19时许返回地面。神舟八号是中国神舟系列飞船的第八个,简称神八,飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。神舟八号为改进型飞船,全长9米,最大直径2.8米,起飞质量8082公斤。神舟八号飞船进行了较大的技术改进,全船一共有600多台套的设备,一半以上发生了技术状态的变化,在这中间,新研制的设备、新增加的设备就占了15%。它发射升空后,与天宫一号对接,成为一座小型空间站。神舟八号飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。神舟八号将基本成为我国的标准型空间渡船,未来实现批量生产。具备了自动和手动交会对接功能,为此新增加和改进了一些设备。比如新研制了异体同构周边式构型和多种交会对接测量设备,用于交会对接自主控制的飞行软件、控制软件,也是全新设计和研发的。为了满足交会对接的任务,飞船上增加配置了平移和反推发动机。同时,航天员的手动控制设备也进行了改进。飞船在前期具备57天自主飞行的能力基础上,已具备停靠180天的能力。神舟八号飞船电源帆板因为采用了新的太阳电池片,发电能力提高了50%。飞船的降落伞系统和着陆缓冲系统也进行了技术上的改进,提高了使用的可靠性。神舟八号与天宫一号于2011年11月3日凌晨1时30分时在我国甘肃、陕西上空进行对接。据北京飞控中心总体室工程师陈翔介绍,甘肃、陕西两地测站分布比较密集,属于搭界弧段,可实现测控全可见。同时,甘陕两地又处于天链01星和天链02星两颗中继卫星的覆盖地段,能够保证神舟八号和天宫一号从相距140米的停泊点,到最终的靠拢锁紧阶段,整个过程都在我国观测范围内。由于轨道运行原因,第一次交会对接的整个过程正好处于夜间,即太阳光无法照射的阴影区,肉眼很难看到,只能通过专业手段进行观测。据介绍,预计第二次交会对接处于白天,其实现位置基本上也处于我国甘肃、陕西上空。据中国载人航天工程新闻发言人介绍,“神舟八号”与“天宫一号”预计将在14日迎来第一次太空分离、第二次太空交会对接任务。天宫一号目标飞行器总设计师张柏楠表示,“为了充分验证测量设备的抗干扰能力,二次对接将在光照区举行,当前最担心的,是强阳光对测量设备所造成的干扰。”第二次交会对接要分得开,控得住,对得上。分得开、控得住,指的是“神八”飞船和天宫一号目标飞行器首先要成功分离,然后要保持正确的飞行姿态,以确保相对导航设备工作正常。对得上的最大难点是第二次交会对接的空间条件不同,由地球的阴影区转换成在地球的光照区进行,强阳光可能会对交会对接测量设备造成干扰。对接姿态在二次交会对接前,神舟八号与天宫一号的组合体要重新进行转向180度,转为天宫在前、飞船在后的运行状态。二次交会对接前飞船的分离形态,与二次交会对接后飞船最终撤离天宫的方式也不相同。二次交会对接前,组合体进行180度调头,飞船正飞分开。而最终撤离返回的时候,组合体不再调头,飞船采取倒飞撤离,即直接从前面撤离。神八的成功发射并与天宫一号实现对接,标志着中国已经初步掌握空间交会对接能力,拥有建设简易空间实验室,即短期无人照料的空间站的能力。