天宮一號是中國爲下一步建造空間站而研制的空間實驗站雛型，于2011年9月29日21時16分發射升空。它的主要任務是作爲空間交會對接目標，完成交會對接試驗；保障航天員在軌駐留期間的工作和生活；並初步建立能夠短期載人、長期無人獨立可靠運行的空間試驗平台。它升空後將分別與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接，從而建立中國第一個空間實驗室。
Fact Sheet
全名：天宮一號（英文：Tiangong-1 or Heavenly Palace-1)
發射時間：2011年9月30日21時16分03秒[1]
運載火箭：改進型長征二號F運載火箭
發射項目：發射兩年後與神舟八號、神舟九號、神舟十號完成對接任務。
發射意義：
標志著中國已經擁有建設初步空間站，即短期無人照料的空間站的能力。
組成結構
天宮一號空間實驗室長約9米、最大直徑3.35米、重量約8.5噸，采用兩艙結構，分別是實驗艙和資源艙。實驗艙本體分爲前錐段、圓柱段和後錐段；密封的前錐段和柱段爲航天員短期駐留提供了在軌生活工作空間，可容納3名航天員生活；後部非密封的後錐段安裝再生生保設備；在前錐段前部還裝有空間交會對接設備。資源艙則包括發動機和電源裝置等，外部安置太陽翼，用于提供軌道與姿態控制、電力能源供應、熱控環控。天宮一號目標飛行器將使用折疊式的5片太陽能電池板，這是中國中低軌道航天器最複雜的太陽翼設計。
另外天宮一號中的航天員生活必需品和工作所需的材料、設備均由飛船運送，載人飛船停靠在實驗室外邊，作爲應急救生飛船。如果天宮一號發生故障，可隨時載航天員返回地面，航天員工作完成後，乘飛船返回。
主要任務
天宮一號由長征2F火箭發射，軌道高度約400千米，軌道傾角約42~43度，屬于低軌航天器。
天宮一號的主要任務是作爲空間交會對接目標，完成空間交會對接飛行試驗；驗證天地往返運輸飛船的性能和功能；突破航天員中期駐留、飛行器長期在軌自主飛行、再生式生保和貨運飛船補加等關鍵技術，保障航天員在軌短期駐留期間安全的工作和生活；同時初步建立能夠短期載人、長期無人獨立可靠運行的空間試驗平台。太空生命科學試驗不僅可以進行植物育種、發明新的藥物，而且在半導體、特種材料、天文學、對地觀測等方面的好處更是不一而足。因此，以神七爲起點的空間站建設，將爲中國空間科學研究帶來更大的舞台。
系列計劃
中國載人航空航天發展規劃分“三步走”。第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗；第二步，突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術，發射一個空間實驗室，解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題；第三步，建造空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。
根據規劃，中國將在2011年發射的天宮一號將是第二步的開篇之作。中國將在2010年至2015年間發射天宮一號目標飛行器和天宮二號、天宮三號兩個空間實驗室，將分別發射2艘無人飛船進行無人對接試驗，發射5艘無人飛船進行載人對接試驗和載人駐留試驗。
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。
交會對接
天宮一號是設立在太空的用于開展各類空間科學實驗的實驗室。而空間實驗室的建設過程是先發射無人空間實驗室，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。
交會對接指兩個航天器在太空軌道合並連接成一個整體，是實現太空裝配、補給、維修、航天員交換等過程的先決條件，更是建立大型空間站的基礎。
交會對接根據航天員介入的程度和智能控制水平可分爲手控、遙控和自主3種方式。具體的方法一般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爲一體。在航天器的交會對接技術方面，未來的發展趨勢是人工控制和自動控制相結合，以提高交會對接的靈活性、可靠性和成功率。 [6]
神舟八號飛船和天宮一號進行的是遙控交會對接，完全依靠地面指揮系統和飛船自身的技術實現。天宮一號與神舟八號以及神舟九號飛船交會對接過程將分四個階段：遠程導引段、近程導引段、最終逼近段和對接停靠段。
天宮一號天宮一號與神州八號飛船對接模擬圖
遠程導引段是在地面測控的支持下，神舟八號飛船經過若幹次變軌機動，進入到神舟八號飛船上的敏感器能捕獲目標飛行器的範圍(一般爲15～100千米)。
近程導引段是神舟八號飛船根據自身的微波和激光敏感器測得的與天宮一號的相對運動參數，自動引導到距天宮一號 0.5千米～1千米左右，由此開始與天宮一號最後接近和停靠。
最終逼近是神舟八號飛船首先要捕獲天宮一號的對接軸，當對接軸線不沿軌道飛行方向時，要求“神舟八號”飛船在軌道平面外進行繞飛機動，以進入對接走廊，此時兩個航天器之間的距離約100米，相對速度約3～1米/秒。
對接停靠段是神舟八號飛船利用由攝像敏感器和接近敏感器組成的測量系統精確測量兩個航天器的距離、相對速度和姿態，同時啓動小發動機進行機動，使之沿對接走廊向目標最後逼近。在對接合攏前關閉發動機，以0.15～0.18米/秒的停靠速度與目標相撞，最後利用栓一錐或異體同構周邊對接裝置的抓手、緩衝器、傳力機構和鎖緊機構使兩個航天器在結構上實現硬連接，完成信息傳輸總線、電源線和流體管線的連接。
