航天器交会对接过程
实现飞船与飞船、飞船与空间站、航天飞机与空间站之间的交会对接，是一个充满艰辛和浪漫色彩的太空景观。打个比方，交会对接过程就好像是一对恋人经过了漫长的恋爱过程，两颗心越走越近，终于相拥在一起，实现了温馨之吻。像爱情的果实要靠辛勤的耕耘才能得来一样，实现两个航天器的太空之吻同样是非常不容易的，苏联和美国都经过了大量的试验才掌握了交会对接的技术。
交会对接一般是发射一个航天器，与已经在轨道上等待的另一个航天器或空间站进行交会对接。两个航天器在太空进行交会对接飞行有明确的分工，一个是被动的，基本不做机动飞行，称为目标飞行器，比如天宫一号；另一个是主动的，要不断调整飞行轨道，主动接近目标飞行器，称为追踪飞行器，比如神舟八号载人飞船。
要实现两个航天器在几百千米的太空轨道上交会，首先对追踪飞行器的发射时间提出了严格苛刻的要求。为什么呢？
这是因为一个航天器或空间站已经在太空运行，它有固定的轨道和轨道周期，在它围绕地球运行的同时，地球也在不停地转动，而要与它进行交会的追踪飞行器是从地球上发射的，当它竖立在发射架上的时候，就与地球一起转动，发射后，它要追赶在轨道上运行的航天器或空间站。那么，它们什么时候发射，发射后要按照什么轨道飞行才能在规定的时间地点会合，这就不是随意的了，需要进行周密精确的计算。因此，什么时间发射飞船就有了严格的限制，发射后它们之间的位置关系或称相位关系就确定了。比如必须从上午11点29分到12点30分这一段时间内发射，才能保证追踪飞行器到规定的空间位置刚好目标飞行器或空间站也飞到这一位置，这之间只有5分钟的时间间隔。这个允许的发射时间间隔还有一个名字，科学家称为“发射窗口”，只有在这个窗口内发射，追踪飞行器才能与目标飞行器或空间站会合。这个窗口的大小，不同的航天器、不同的发射位置是不同的，但都是非常严格的。可能有人问，如果飞船的发射没准备好，错过了这个时间怎么办？那就对不起再等下一次吧，只有在目标飞行器或空间站下一次再飞到同一个位置时再发射飞船。
联盟号飞船对接|天宫一号与神舟九号对接环接触
概括起来说，交会对接过程可以分为地面导引、自动寻的段、接近停靠、对接合拢几个阶段。
在地面导引阶段，追踪飞行器在地面控制中心的控制下，经过若干次变轨机动，进入到追踪飞行器上的敏感器能捕获到目标飞行器的范围，这个范围一般为15～100千米。
在自动寻的阶段，追踪飞行器根据自身携带的微波和激光敏感器测得的与目标飞行器的相对运动参数， 自动引导追踪飞行器到目标飞行器附近的初始瞄准点，这个瞄准点一般距目标飞行器0.5～1千米。
在接近停靠阶段，追踪飞行器首先要捕获目标飞行器的对接轴，当对接轴线不沿轨道飞行方向时，要求追踪飞行器在轨道平面外进行绕飞机动，以进入对接走廊，此时两个飞行器之间的距离约100米，相对速度约1～3米/秒。追踪飞行器利用由摄像敏感器和接近敏感器组成的测量系统精确测量两个飞行器之间的距离、相对速度和姿态，同时启动小发动机进行机动，使之沿对接走廊向目标最后逼近。
在对接合拢前阶段，追踪飞行器关闭发动机，以0.15～0.18米/秒的停靠速度与目标相撞，最后利用对接装置使两个航天器在结构上紧紧连在一起，完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接，这个时候，两个飞行器组成一个组合体联合飞行，再进行对接面的各项检查，特别是密封情况的检查，确认密封没有问题后，交会对接过程就完成了。此时，航天员就可以打开舱内，进入主航天器里面，进行换班交接和货物的转运。
飞船和航天飞机与目标飞行器（主航天器）完成组合体飞行期间的各项任务后，就要分离返回，现在，让我们再来看看它们是怎样分离。
当组合体联合飞行，完成预定的各项任务后，追踪航天器就要实施与目标飞行器（主航天器）的分离。分离后，目标飞行器（主航天器）继续在轨道上飞行，追踪航天器如果需要返回地面，就将按预定的程序进入返回轨道返回，不回收的飞船就将进入大气层烧毁。
组合体分离的第一道程序是关闭舱门，断绝返回航天器与主航天器之间的舱内空气联系，并保证分离后主航天器对接口和返回航天器舱门的密封性，使舱内的气体不发生泄漏，保持完全密封的环境。
在检查密封性，确认完全满足要求后，开始对接机构的解锁程序，使返回航天器与主航天器之间的连接锁定机构脱离，实现两个航天器之间的机械连接完全解脱。
确认对接机构已经完成正常解锁后，开始返回航天器脱离主航天器的过程。返回航天器上的平移发动机开机工作，依靠发动机的推力，使返回航天器逐渐脱离主航天器，渐渐远离到相距主航天器大约500米的地方，这个过程大约需要2个小时。为了不污染主航天器，一般情况下返回航天器的平移发动机的燃料使用高压氮气。为了防止两个航天器在轨道运行中相撞，返回航天器脱离主航天器后，在预定的位置按照每秒约减慢1～2米的速度进行减速运动，逐渐使它与主航天器的距离越来越远，最后进入近地点200～450千米、远地点470～500千米之间的等待轨道。飞船在等待期间选定返回时机，对准星下点轨迹通过预定着陆场时，在运行最后一圈再次减速，进入返回轨道。返回舱在经过真空段的飞行后，进入距离地球120千米高度的再入大气层，最后在着陆场着陆，此时就完成了交会对接全部飞行任务。
现在，让我们假定和平号空间站已经在轨道上，现在要发射一艘联盟号飞船与之交会对接，来解释一下复杂的交会对接过程。
联盟号飞船入轨后，与空间站在太空的相对位置就确定了，而这个时候它们之间的相对位置相距很远，而且不在同一个轨道平面上。因此，第一个工作就是对联盟号飞船实施远距离引导，远距离引导的任务主要靠地面测控站与联盟号飞船上的测控系统配合来完成。首先要在地面的控制下，修正由于火箭的制导精度给飞船入轨带来的各种误差，使飞船在一定的位置加速使之从发射时的椭圆轨道，进入一个更高的圆形轨道；在地面的引导下，飞船通过不断地加速变轨，使自己和空间站之间的运行轨道逐渐进入同一个平面上，相对位置满足交会的要求，并且使联盟号飞船不断向空间站靠拢，使两者之间的距离在100千米的范围内。
由于空间站和联盟号飞船上都装有各种无线电交会雷达设备及光学设备，并且在相互的作用范围内，依靠这些交会设备使联盟号飞船发现交会目标——空间站，跟踪并逐渐接近它，使它们之间的距离缩小到500米的范围内。
这个时候，联盟号飞船继续向前追赶，当它和空间站的距离逐渐接近到100～300米的时候，开始缓缓地向空间站靠拢。在这个过程中，联盟号飞船相对于空间站而言，可能有位置和角度的偏差，必须将沿对接口的轴线调整到一条直线和相同的高度上。此时，联盟号飞船要使用自己携带的小推力发动机进行上下左右的平移控制和角度的调整，完成调整后，联盟号飞船又开始慢慢地向空间站靠拢。此时，如果没有航天员参与就依靠飞船上的测量识别自动引导，如果有航天员参与的情况下，装在舱外的摄像机摄取信号会显示在舱内的监视器上，航天员还可以通过观察监视器以及目视的办法来多重控制。这是一项极其细致的工作，在整个靠拢阶段中，空间站始终犹如一个高傲的公主，站在那里不动，等待着联盟号飞船这个白马王子的到来。
两个航天器越来越接近了，当它们相距大约100米的时候，联盟号飞船停止前进，此时两个航天器的相对速度为零，一起在轨道上飞行，通过各种仪器和设备，进行联盟号飞船和空间站所处位置的再一次确认工作，以验证交会对接是否可以进行。在这个过程中，联盟号飞船和和平号空间站上的测量及雷达设备进行识别，有航天员参与的情况下，航天员开始检查仪器设备的工作状态，此时两个航天器就完成了空间交会。
各项设备和检查工作完成后，此时的联盟号飞船开始缓缓接近和平号空间站，两个航天器之间的距离近在咫尺，最后的关键时刻到了：两个航天器在交会对接雷达和瞄准器等设备的作用下，慢慢地靠近，靠近，再靠近，终于，在轻轻地接触的一瞬间，它们相遇并实现了太空之吻。在“亲吻”的一刹那，两个航天器的对接机构接触把它们拉住并逐渐的收拢锁紧，达到完全密封的程度，此时，一对“情人”紧紧地“拥抱”在一起了。
整个对接过程是相当复杂和必须十分精确小心的，要知道，在飞船和空间站的对接面上，有很多电缆的插头、插座，而每一个插头上有几十个插针、插孔；还有很多气体、液体的连接管路，这些都要一个不错的连接好，稍有偏差，轻者会造成组合体某个功能丧失，重者会造成组合体不能正常飞行。
联盟号飞船和空间站联成一体形成了船站组合体后，共同在轨道上飞行。然后航天员检查密封情况，确认无误后，打开舱门，进入空间站；空间站上的航天员进入飞船，转运科学实验装置、结果和生活垃圾等，进行交班和换班。
为了掌握交会对接技术，俄罗斯利用自己的飞船与空间站之间进行了多次试验，美国同样如此。为了进行国际空间站的建设，俄罗斯和美国还联合进行过多次联合飞行，完成交会对接任务。尽管如此，稍不注意仍然会出问题，轻则对接失败，重则出现险情。在和平号空间站的建设过程中，就曾经发生过相撞、无法交会等多次事故。
交会对接关键在于实施对追踪航天的控制，如果没有可靠的控制技术，两个航天器就不可能实现在轨道上交会，实现了轨道交会也不可能实现成功的对接，因此，这里再说一下交会对接的控制。
在交会飞行的前阶段，由于两个航天器相距较远，相互间没法建立正常的联系，因此，对追踪航天器的飞行控制一般由地面控制中心完成，由地面控制中心对追踪航天器领航。地面控制中心根据遥测数据，获取两个航天器的飞行轨道、所在位置、飞行速度、飞行姿态等各种参数，依此确定追踪航天器的飞行数据，引导追踪航天器调整飞行轨道，逐渐飞向目标航天器。在追踪航天器上的测量设备直接捕获到目标航天器后，由地面控制中心或追踪航天器自主导引继续调整飞行轨道，逐渐向目标航天器靠近，直至开始对接飞行段。
对接飞行阶段要完成两个航天器由较近距离至对接面锁定的飞行过程，包括两个航天器相互接触、拉紧、锁定，成为一个整体。对接飞行阶段的控制由于两个航天器距离过近，不能由地面控制中心实施，而是由航天器或航天员进行，共有三种方式：追踪航天器自动控制、追踪航天器上的航天员人工控制、目标航天器上的航天员遥控。
国外载人飞船和航天飞机以及我国神舟八号载人飞船上，均设置有自动对接控制和航天员人工对接控制功能。
一般说来，自动控制交会对接可靠性高，因为它不需要考虑人员的安全和求生问题。用人工控制来完成太空交会对接可以提高交会对接的成功率，因为人总是主动的，能及时发现情况，及时修正交会系统中的错误和进行故障排除，而且人工控制比自动控制更节省燃料和时间。航天器的交会对接技术发展趋势是人工控制和自动控制相结合，以提高交会对接的灵活性、可靠性和成功率。
现在，让我们看看人类在“太空村庄”里留下的辉煌足迹：
苏联女航天员捷列什科娃乘坐东方6号飞船，于1963年6月16日从拜科努尔发射场起飞，在太空飞行了近3天，环绕地球48周，6月19日飞船返回大气层，着陆于哈萨克斯坦的着陆场。捷列什科娃成为世界第一位进入太空飞行的妇女。
1965年3月18日，苏联航天员列昂诺夫少校和别列亚耶夫中校乘坐上升2号飞船绕地球飞行17圈，飞行历时26小时2分钟，列昂诺夫进行了世界上第一次出舱活动，在舱外停留了24分钟，其中自由漂浮12分钟，离开飞船距离达5米。
1965年6月3日至7日，美国航天员怀特随指令长麦克迪维特乘坐双子星座4号飞船进入太空，执行美国航天员第一次舱外活动任务，在舱外停留21分钟，在舱外活动期间怀特使用喷气枪进行了移动试验。
1965年12月15日，美国双子星座6号和双子星座7号飞船在航天员参与下，实现了世界上第一次有人参与条件下的太空交会。1968年10月26日，苏联联盟2号和前3号飞船实现了太空的自动交会。1975年7月17日，美国阿波罗号和苏联联盟号飞船完成了联合飞行，实现了从两个不同发射场发射的航天器的交会对接。1987年2月8日，苏联联盟TM-2号飞船，与在轨道上运行的和平号空间站实现了自动对接。1995年6月29日，美国航天飞机阿特兰蒂斯号顺利地与太空运行的俄罗斯和平号航天站对接成功。这次对接与20年前美国和苏联飞船对接相比，规模大、时间长，而且合作的项目多。显然，这次成功的对接活动促进了国际航天站的建立，推动了航天技术的发展。
1966年3月16日，美国航天员阿姆斯特朗（后来成为登月第一人）和斯科特上尉乘坐双子星座8号飞船，在太空实现了与另一个不载人航天器——双子星座阿金纳靶标飞行器的对接，突破了航天器太空交会对接技术。
1969年1月16日，苏联的联盟4号和联盟5号飞船在太空首次实现交会对接，对接持续了4小时35分钟。对接后，联盟5号飞船上的沃林诺夫和赫鲁诺夫两名航天员经过1小时的舱外活动，转移到联盟4号飞船上。
1969年7月16日，美国发射第一艘载人登月飞船阿波罗11号，航天员是阿姆斯特朗、柯林斯和奥尔德林。阿波罗飞船到达月球并环绕月球飞行后，阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐登月舱，于7月20日16点17分43秒（美国东部标准时间）降落在月球的静海区域。阿姆斯特朗第一个出舱踏上月球，成为世界登月第一人，奥尔德林也随之踏上月面，人类终于实现了千万年的登月梦想。
空间站在工作中
1975年7月17日，苏联航天员列昂诺夫和库巴索夫乘坐联盟19号飞船，与美国航天员斯特福德、布兰德、斯莱顿乘坐的阿波罗18号飞船在太空成功地实现了对接，两艘飞船在一起飞行了2天，并进行了航天员互访。这是世界上第一次不同国家的飞船在轨道上实现交会对接。
1984年2月7日，挑战者号航天飞机执行航天飞机第10次飞行任务时，航天员冈达雷斯使用机动装置，第一次完全脱离航天飞机轨道器，成为独自环绕地球飞行的人体卫星，在距轨道器98米处进行出舱活动一个半小时。
1984年4月10日，挑战者号航天飞机在太空将出现故障的太阳峰年观测卫星收回到航天飞机货舱，进行成功维修后又释放到太空，实现了在太空的第一次航天器维修。此后，又对哈勃太空望远镜（五次大规模维修，极为有效地延长了其工作寿命）等在轨运行的卫星进行了多次成功维修，或将故障卫星回收，在地面维修后再返回太空。建立能够长期载人航天方向的空间站，成为必然选择。
1984年7月25日，苏联女航天员萨维茨卡娅离开礼炮7号太空站，在舱外活动3小时35分钟，成为世界第一位在舱外活动的女宇航员。
1985年2月20日，苏联发射了在载人航天史上具有重大意义的长期载人和平号太空站核心舱，该核心舱具有6个对接口，可以再对接4个舱体并同时接纳2艘飞船。至1996年4月26日第5个舱段对接成功，和平号太空站成为由6个舱段组成的组合式大型太空站。
1994年1月8日，俄罗斯航天员波利亚科夫乘坐联盟TM-18号飞船起飞进入太空，10日飞船与和平号太空站对接，波利亚科夫进入太空站。原计划创造在太空飞行425天的新纪录，实际上他一直工作到1995年3月22日，才乘坐联盟TM-20号飞船返回地面，创造了太空连续飞行438天的最新纪录。
1995年3月14日至18日，和平号太空站上有6名航天员，正在太空飞行的美国奋进号航天飞机上有7名航天员，共有13名航天员同时在太空飞行。
1995年6月29日至7月4日，美国亚特兰蒂斯号航天飞机停靠在和平号太空站上，共有包括航天飞机5名航天员和和平号太空站5名航天员的10名航天员同时在和平号太空站一个航天器上飞行。这次对接飞行用电视向世界转播，让人类目睹了这一太空相会惊心动魄的壮观场面。这是人类历史上第一次由质量为100吨的航天飞机和质量为123吨的空间站组成的最大的人造天体。
1992年7月至1999年8月，俄罗斯航天员谢尔盖·瓦西里耶维奇·阿夫杰耶夫共进行过3次太空飞行，累计飞行时间746天。
另一位俄罗斯航天员谢尔盖·克里卡列夫一共进行过6次太空飞行，累计飞行时间达803天。其中，1988年11月26日至1989年4月27日、1991年5月18日至1992年3月25日，两次执行和平号太空站任务；1994年2月3日至2月11日、1998年12月4日至12月15日，两次乘坐美国航天飞机进入太空；2000年10月31日至2001年3月20日、2005年4月15日至10月11日，两次执行国际太空站任务。
2001年3月11日，美国航天员苏珊·赫尔姆斯和詹姆斯·沃斯在国际太空站上，用8小时56分的舱外活动时间，改变了国际太空站一个舱位的位置，成为迄今一次出舱活动持续时间最长的人。
2001年3月23日，和平号太空站由地面控制返回大气层坠毁在南太平洋，成为迄今为止工作寿命最长的太空站。和平号太空站共接纳106名各国航天员，进行了多学科大量科学技术试验。
2009年7月18日至28日，美国奋进号航天飞机停靠在国际空间站上，6名国际太空站长期考察组成员和7名航天飞机成员共13名航天员齐聚国际空间站。
从第一座空间站建设以来，飞船、航天飞机、各种实验舱与空间站已有100多次成功进行了载人或不载人的对接飞行，也留下了多次对接不成功的记录。 目前，交会对接技术已经非常成熟，为建设更大规模的“太空村庄”奠定了基础。