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第1步「相撞」
8噸重的神八與8.6噸重的天宮一號以每秒0.2米左右的速度進行相撞，當神八的主動對接機構碰撞上天宮一號上的被動對接機構，對接過程正式開始。
第2步「捕獲」
當神八主動對接機構上的對接環，接到失衡傳感器發出對接指令信號後，6根滾珠絲桿就會向外推出200多毫米，對接環上安裝的3對捕獲鎖，撞到「天宮一號」被動對接機構相對應的卡板器，就會被牢牢卡住。
第3步「緩衝」
神八對接環受到撞擊後，將會通過一套傳動機構，聯向對接機構上的摩擦自動器和電磁阻尼器，分別吸收縱向和橫向的撞擊能量，進行緩衝。相撞、捕獲、緩衝三個步驟共需要大約60秒時間。
第4步「校正」
神八成功捕獲天宮一號並實施緩衝後，神八對接環的６根滾珠絲桿繼續往外推至300毫米，同時對兩個航天器的姿態、位置和偏差等進行強行校準，校準時間約需80秒。
第5步「拉近」
校準後，神八對接環的６根滾珠絲桿緩緩收縮，將兩個飛行器「拉近」，這一過程約需240秒。
第6步「拉緊」
神八和天宮一號的對接面上，分別安裝6組共12把對接鎖，每把對接鎖的拉力達３噸。當兩個飛行器被拉近後，兩個對接面的12把對接鎖一一相扣。
第7步「密封」
兩個飛行器拉緊後，對接機構上的驅動電機將帶動鋼絲繩系統，將兩個連接器面上的密封圈壓縮，保持密封。
第8步「剛性連接」
通過對接鎖使兩個連接器貼合，實現「剛性連接」，將兩個航天器組合成一體。拉緊、密封和剛性連接共需220秒。
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