神舟八号，简称“神八”，为中国载人航天工程发射的第八艘飞船，其主要结构采用的是轨道舱、返回舱、推进舱组成的，返回舱居中的三舱方案。全长 9 米，舱段最大直径 2.8 米， 起飞质量 8082 千克神舟八号与天宫一号执行同一任务，是中国首次进行交会对接航天飞行任务，也是中国“三步走”空间发展战略中建造空间站的重要前提。

由于神舟八号飞船和发射飞船的运载火箭均进行了较大技术改进，出于安全考虑，神舟八号为不载人飞行，其主要任务是完成与天宫一号目标飞行器的首次交会对接试验，验证自动交会对接技术、停靠技术、组合体控制与管理技术，同时进一步考核飞船改进后的可靠性和安全性。

2011年11月1日5时58分，神舟八号飞船在酒泉卫星发射中心由新型长征二号F遥八火箭发射。火箭点火发射后，飞行约584秒，船箭分离，飞船进入近地点约200公里、远地点约330公里的初始轨道。跟随神舟八号飞船升空的两个形体假人按程序发出拟人生理信号。

交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。

远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始，在地面测控通信系统的导引下，神舟八号飞船分别于飞行第5圈、第13圈、第16圈、第19圈和第24圈实施了轨道机动，最终于2011年11月2日17时05分转移到与天宫一号目标飞行器共面的330公里的近圆轨道，在天宫一号目标飞行器后下方约52公里处，与其建立稳定的空空通信链路，开始自主导航。

2011年11月2日23时08分，神舟八号飞行第28圈，相距天宫一号117公里时，两飞行器建立相对导航，神舟八号转入自主控制。在交会测量设备的导引下，神舟八号飞船经过55分钟的飞行，4次轨道机动，神舟八号到达距离天宫一号5公里的停泊点；继续飞行85分钟，两飞行器对接机构开始接触，期间，神舟八号在距离天宫一号400米、140米、30米处停泊，进行了位置精度控制和交会测量设备状态确认。

2011年11月3日01时36分，对接机构完成了捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程，两航天器最终实现了刚性连接，形成组合体，交会对接完成，形成组合体。全程耗时8分钟。

组合体运行期间，由天宫一号目标飞行器实施控制，神舟八号飞船处于停靠状态，进行了飞行控制模式转换、电源机组切换、供电和信息并网等试验，充分验证了组合体工作模式。

为了进一步验证交会对接测量设备和对接机构的功能、性能，获取更多的试验数据，2011年11月13日22时37分，在北京航天飞行控制中心的控制下，天宫一号/神舟八号组合体在距地面高度约343公里的近圆轨道上偏航180度，建立倒飞姿态，为实施二次交会对接做好了准备。2011年11月14日19时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构解锁，两航天器分离，神舟八号飞船撤离至相距天宫一号目标飞行器140米处停泊。2011年11月14日20时00分，两航天器成功实施了第二次交会对接。

组合体继续飞行2天后，进入分离撤离段，两飞行器再次分离，飞船撤离至距目标飞行器5公里以外的安全距离，交会对接试验结束。

2011年11月17日18时46分，飞船进入返回程序，于2011年11月17日19时36分准确降落在内蒙古自治区四子王旗主着陆场。2011年11月18日，天宫一号目标飞行器变轨至高度约370公里的运行轨道，转入长期运营模式。

神舟八号飞船为改进型载人飞船，沿用返回舱、推进 舱和太空舱三舱结构，全长9米，舱段最大直径2.8米， 起飞质量8082千克。增加了微波雷达、激光雷达、CCD 敏感器等交会测量设备，以及主动式对接机构，具备自动和手动交会对接与分离功能。对接机构采用导向板内翻式的异体同构周边式构型，对接后可形成0.8米的航天员转移通道。轨道舱是航天员生活舱，有效活动空间5立方米，舱外安装交会对接测量设备和主动对接机构；返回舱是航天员座舱，配有降落伞和着陆缓冲系统，舱内配置了仪表板、指令板，以及航天员手动控制手柄；推进舱是飞船的动力和能源舱段，安装了轨控、姿控发动机和太阳电池帆板。

神舟八号飞船在前期飞船基础上进行了较大改进，600多台套设备中，一半以上发生了技术状态变化。其中，新研设备约占15％，改进设备约占40％。由于飞船具备了自动和手动交会对接功能，为此，新增和改进了一些设备。如，新研制了异体同构周边式对接机构和多种交会对接测量设备，全新设计研发了用于自主交会对接的控制软件，增加配置了反推发动机和平移发动机，改进研制了航天员手动控制设备。为提高飞船的性能及安全性、可靠性，对部分系统进行了改进。如，飞船在前期可独立飞行5-7天的基础上，具有了与目标飞行器对接后停靠180天的能力；太阳帆板发电能力比一期飞船增加了50%；改进了降落伞和着陆缓冲系统，提高了安全性和可靠性。

神舟八号任务对于中国载人航天工程还有另外一个意义，飞船搭载有德中共同研制的生物实验箱（SIMBOX），这是中国首次与另一国家共同使用神舟飞船的资源。

此次德中合作的实验项目由德国航空航天中心航天部负责，德国方面的项目管理由德国航空航天中心与联邦经济技术部共同负责。生物实验箱由德国Astrium公司研制，重25千克，内部体积34升，共设置有40个实验单元，每个实验单元约为一个智能手机大小。

实验箱内共安排了17个生物医学领域的实验项目，由德中研究人员共同操作，德国方面参与研究工作的有埃尔兰根大学、霍芬海姆大学、马格德堡大学、图宾根大学、弗莱堡大学、汉堡大学、柏林沙里特（Charite）医学院的研究人员等。

在17个实验项目中除6个德国项目之外，还有两个德中联合实验项目。第一个联合实验项目由埃尔兰根大学和武汉大学联合开展，第二个联合实验项目由汉堡大学和北京生物物理研究所的专家共同参与。

德中生物实验箱在轨运行17天后，随神舟八号飞船与天宫一号分离，再入大气层，并使用降落伞着陆。

2011年11月18日凌晨0时20分，中德合作生物培养箱平安运抵北京西郊机场。中国西安卫星测控中心与中国科学院空间应用工程与技术中心在机场停机坪进行了载荷交接。随后，载荷被迅速运往中国科学院实验室，进行进一步处理。

天宫一号/神舟八号交会对接任务全面实现了“准确进入轨道、精确交会对接、稳定组合运行、安全撤离返回”的预定目标。标志着中国空间交会对接技术取得重大突破，实现了中国空间技术的重大跨越，是中国载人航天事业发展历程中的重要里程碑。

“从顺利发射、精准对接到准确回收，中国航天科工集团有限公司人用完美的表现向世界证明——中国，成为第三个完整独立掌握空间交会对接技术的国家，成功叩开了空间站时代的大门。”——新华网评

“天宫一号与神舟八号交会对接任务圆满成功，表明我国空间交会对接技术取得重大突破，我国空间技术发展实现重大跨越。”

“天宫一号与神舟八号交会对接任务的圆满成功，是我国载人航天事业发展史上的重要里程碑。”

“天宫一号与神舟八号交会对接任务的圆满成功，充分显示了科学发展观在创新实践中的巨大威力。”——人民日报社论

德国宇航中心负责人格尔特·格鲁勃（Gerd Gruppe）表示：“我们和生物培养箱一起飞跃了中国的‘万里长城’，德国在载人航天方面开启了一个新的伙伴关系，与中国的合作扩展了德国科学家在太空领域的科学研究。”