为天宫一号“延年益寿”
能否确保实现在轨运行两年的寿命，事关整个载人航天二期工程任务能否顺利实施。在天宫一号目标飞行器的研制工作中，研制队伍在认真把好产品质量这道关口的基础上，紧紧抓住识别影响寿命的关键技术、关键环节、关键系统、关键动作、关键设备上，进一步拓宽思路，充分利用各种手段进行试验验证，做好长寿命的大文章。与此同时，还从优化设计，尽可能简化设计，实施多方面、多设备备份、冗余入手，把长寿命建立在科学可靠的基础上，向实现两年寿命的目标迈进。
低轨长寿命载人航天器飞行环境特殊。天宫一号目标飞行器是我国首个低轨道长寿命载人航天器，在轨运行两年、航天员在轨驻留累积不少于60人/天，目标飞行器飞行期间正值太阳活动高年，受太阳辐射、大气阻力、原子氧、地球磁场、高能带电粒子、电离层、微流星体及空间碎片的影响较大，可能导致单机性能退化，以及推进剂、空气、氧气、饮食饮水和废物收集等资源配置对目标飞行器的寿命影响较大。同时，人长期在轨飞行，代谢产物对设备产生侵蚀，影响设备性能及工作寿命。针对上述问题，开展了低轨道空间环境对航天器和航天员的影响、设备/材料的长寿命设计，以及中期在轨驻留资源配置等分析与研究。针对转动部件、材料退化、资源消耗和空间环境影响方面进行了25项寿命试验验证。对于近期暴露和发现的冷凝水腐蚀和微生物影响正在研究和验证解决措施。
天宫一号目标飞行器各分系统共配置设备536台/套，其中目标飞行器发射状态设备共计460台/套，其中太阳电池翼2台、航天员航天食品及饮水包等7件，由载人飞船带入的设备共计76台/套；天宫一号目标飞行器共配置了92个软件。
研制队伍对影响目标飞行器寿命的因素进行了分析，从系统资源配置、关键设备/材料的环境退化以及系统功能重构3个方面识别出36项寿命关键平台设备，进行了25项寿命试验。
围绕交会对接设计和目标飞行器长寿命设计开展了试验验证覆盖性分析，进行了交会对接专项、互换性、可靠性安全性、寿命试验、拉偏试验和其他专项6类试验；正样研制阶段，天宫一号共进行了56项专项试验和230项其他试验。
针对交会对接设计验证，从三个方面进行了13项验证试验：一是以飞行方案为主线，通过仿真或半物理仿真试验对轨道设计、控制方案及误差分析进行验证；二是通过交会测量敏感器单机试验和系统级试验，验证敏感器的功能、性能及精度指标；三是针对有关交会对接设备对光照条件及目标表面特性敏感舱体多种因素作用对有关天线易产生干扰，不同敏感器之间存在光谱需错开等特点，进行了敏感器环境适应性验证试验。，
天宫舱内
从天宫看天链卫星
天宫一号目标飞行器发射后，能否实现与神舟八号的成功对接？为规避两飞行器的交会对接设备无法进行地面匹配试验的风险，保证神舟飞船交会测量设备与天宫一号合作目标的匹配性以及主被动对接机构的匹配性，进行了6项互换性试验，完成了26项神舟八号交会对接激光雷达与天宫一号合作目标互换性试验。
拉偏试验，验证设备极限。在天宫一号研制队伍里，技术人员常说的一句术语叫拉偏试验。就是设置最极限的条件，进行单机和元器件的破坏性试验，看看到底在什么情况下会坏，会不能用，或者能承受怎样的苛刻环境。比如一根连接杆设计要求是能承受10千克，试验的结果如果超过设计要求的1.5千克就可以了。可是，在实际工作中，科技人员并不满足这样的要求，他们往往采取不断增加力量，看看到底用多大的劲才能把这个连接杆拉断，以此考核连接杆的最大承受极限。
在进行降落伞空投试验中，在降落伞主伞增加数倍强度仍然弄不坏的情况下，其他的小伞以及部件都做到坏了为止，以此来考核证明达到这种极限情况下，载荷到底有多少，设计的余量有多大。
针对不同产品拉偏试验的内容是不一样的，结构类的部件就是破坏性试验，做到坏为止，比如降落伞投放试验。而对于在极限条件下也无法破坏的结构件产品，直到留出数倍，甚至数十倍的余量才罢休。
我们知道，电子设备如果供电电压超过规定数值就将被烧坏，而过低则设备无法开机正常使用。在设计中，技术人员往往给出了相应的数值，这个数值表明设备的电压只要在这个指定的数值内，就可以保证功能上的需要。科技人员并不因此而满足，他们想到了另一个问题——设备最高能承受多少电压，最低不能低于多少电压。于是，他们利用拉偏试验进行全面验证和考核。在电子设备拉偏试验中，他们采用不同的供电电压，反复地进行最高的供电电压和最低的供电电压互换试验，以验证设备在供电电压最高和最低的情况下，仍然不影响安全，仍然能够正常使用。
在进行环境鉴定试验中，技术人员在正常要求的基础上，进行极限试验，验证设备在什么样的环境里还能工作，在什么样的环境里就不能工作了，以获取第一手的基础试验数据。
在验证交会对接设备的试验中，技术人员在建立数学模型和多次进行实验室仿真试验的同时，还用飞机进行校飞，为此，特别改装了用于试验的大型飞机，把交会对接敏感器搬到了飞机上。这样的交会对接模拟校飞的试验进行了两轮。
据不完全统计，验证队伍在对单机特性进行分析的基础上，根据单机特点选择相应的拉偏条件，共进行了123台单机的拉偏试验。
创新思路，把可靠性握在手中。天宫一号飞行器，方案、初样、正样研制过程中遇到了大量的技术难题，尽管各个研制阶段都进行了大量的试验验证，但是，从暴露出来的单机设计、研制问题中，科技人员仍然发现了许多问题，这些问题是原来根本没有认识到的。科技人员认为，作为一个全新的目标飞行器，如果按照原来的经验和思路进行试验验证是不行的，必须在实践中不断创新思路，实现试验全方位、全覆盖，做到余度的设计、余度的验证，工具的设计、工具的验证，关键项目的设计和验证“6个确认”。
在研制过程中，科技人员除了按照常规的套路来进行各种试验外，还根据天宫一号目标飞行器的不同特点，进行了大量的特殊的试验。比如，进行了人、船、器地的联合测试，就是在航天员、神舟飞船、目标飞行器、地面测控系统，参与交会对接任务的四方共同参与下，进行四方联合模拟飞行。通过这种规模大、多方参与的试验，全面考核了交会对接的程序，以及航天员的配合和地面测控网之间的关系。以前都是孤立进行飞船与航天员的测试，在这次任务中，根据任务要求，进行了目标飞行器与飞船的联合测试，实现了由孤立测试到多点的测试，以验证两个飞行器交会对接组合体的技术。
在进行热试验中，除了要考核天宫一号目标飞行器独立飞行状态之外，还考虑与飞船连接状态、组合体状态下，热设计是不是满足试验要求；作为交会对接的被动的目标飞行器，配合飞船进行了匹配试验，包括CCD敏感器的配合，还有微波雷达、激光雷达的试验、微波的试验、有电磁兼容的试验、有光学的试验等等。
为保证天宫一号具有60人/天的驻留能力，科技人员开展了大量的地面验证试验，派了两名试验员进入舱体，在里面驻留了45天。在这个完全靠人工营造的大气环境里，为试验员提供了生活消耗品、生命保障用品，来进行独立的生存试验，以此检验了天宫一号目标飞行器60人/天的驻留能力。
通过试验，科技人员也发现了在飞船研制过程中没碰到的问题。比如说航天舱内长期驻留，除了设计时给航天员营造了一个长期驻留的环境之外，航天员在舱内生活还会产生一些废气，对大气环境也会产生影响。这里面包括一些湿度、温度和一些空气成分，这些空气形成的冷凝水，可能对舱体带来腐蚀性，航天员的长期驻留会对舱体产生一定腐蚀作用，从而，对环境控制和生命保障设备造成破坏，比如对冷凝干燥组件造成腐蚀，造成漏率下降。这个发现给科技人员一个新的提醒，这就是舱内的设备还有承受这种环境下耐腐蚀能力，设计上除了要充分考虑保证人的生存环境以外，还要保证平台设备的安全，这是一个相互作用的关系，特别是将来空间站要在太空长期飞行，在空间站的设计中就要特别关注这个问题。于是，科技人员进行了新的设计，加强了对航天员呼吸出来的冷凝水的收集，使之能够顺畅地回到冷凝水的流体回路里面。