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神舟九号即将踏上与天宫一号进行载人交会对接的旅程。载人航天交会对接是一个非常复杂的系统工程。神舟飞船要在控制系统的指挥下，克服各种干扰，准确无误地完成一系列复杂的姿态和轨道控制动作。那么，飞船的控制系统有哪些组成部分？它们是如何在特殊的太空环境中，保证飞船准确可靠地完成复杂的飞行和对接任务的呢？
2011年11月3日，我国的无人航天器神舟八号飞船和天宫一号目标飞行器在距地球343公里的近地轨道成功进行了首次自动交会对接，12天后又在光照区进行了第二次自动对接试验，为建设空间站迈出了关键的一步。
神舟八号与天宫一号分离返回后，地面控制中心指挥天宫一号进行了两次变轨，使它从343公里的对接轨道抬升到约380公里的自主飞行长期管理轨道。在这半年多的时间中，天宫一号通过自然衰减将轨道逐渐降回到约343公里的高度，等待与神舟九号的交会对接。
现在，神舟九号飞船也已在酒泉卫星发射中心整装待发，它将在近期搭载航天员升空，执行首次载人交会对接任务。与神舟八号和天宫一号交会对接不同的是，这次有可能进行航天员手动交会对接试验。
载人航天交会对接是一个非常复杂的系统工程。飞船实际上就像是一个太空中的智能机器人，它在自身控制系统的指挥下，准确无误地完成一系列复杂的姿态和轨道控制动作，确保交会对接的顺利执行。那么飞船的控制系统是由哪些部件组成的？它们是如何在特殊的太空环境中，通过种种巧妙的办法，克服各种干扰，准确可靠地完成复杂的飞行和对接任务的呢？就让我们从神舟飞船的发射开始，管窥一下神秘而有趣的飞船控制系统吧。
什么是航天器的控制系统？
发射时，神舟飞船位于长征二号F火箭的顶端整流罩内，在火箭的推动下进入太空。当载人航天工程总指挥宣布发射成功、发射中心现场响起热烈掌声时，表明长征二号F运载火箭已完成了自己的任务，将飞船准确地送入预定轨道。星箭分离后，飞船控制系统就开始正式工作了。
刚刚被火箭送入太空的飞船，就像一个被蒙住双眼旋转了许多圈、失去方向感后被放到一个陌生地域的人，当务之急是首先确保自己头脑清醒、大脑能够正常工作，然后就要尽快确定自己在什么地方、面向什么方向，这样才能进行下一步的行动。
对于飞船来说，这个陌生地域的环境实在非常恶劣。这里接近真空，温度的变化极其剧烈，还充斥着各种各样的物质和力，如等离子体、稀薄大气、原子氧、高能射线、电磁波、星际尘埃和小行星、地球磁场、天体引力、太阳风等，其中有的会使飞船受力发生翻滚或偏离正常轨道，有的会影响飞船上的电子设备使之不能正常工作。在这样的环境中不但要生存，还要完成一系列复杂的任务，必须要有过硬的控制本领才行。
我们知道，太空中的各种天体，例如太阳、地球、月亮等，在运动时都遵循着一定的物理定律，包括牛顿三大运动定律以及动量守恒定律、角动量守恒定律等。飞船等航天器是一种人造的天体，它在太空中运动时，像其他天体一样服从动力学的规律。也就是说，我们可以利用这些定律来判断并控制飞船的运动。
飞船在整个飞行过程中包含着以下几种不同的运动方式。首先是轨道运动，也就是飞船质心在太空中的运动。关注轨道运动时，我们可以将飞船看作是在太空中运动的一个质点。其次是姿态运动，也就是飞船本身围绕其质心或其他点的转动。再有就是内部运动，也就是飞船各部分之间的相对运动，如太阳翼、天线等的动作。根据这些不同的运动方式，飞船的控制也就相应地分为轨道控制、姿态控制和可动部件控制。
航天器的控制系统是一种“反馈闭路控制系统”，主要由控制器（计算机）、敏感器（用来判断方位和姿态的各种设备）和执行机构（用来调整方位和姿态的各种设备）3部分组成。当航天器受到内部或外部的干扰，轨道或姿态发生变化时，控制系统首先通过各种敏感器探测到这些变化，然后发出指令，指挥执行机构做出相应的动作，调整航天器的姿态。
那么，飞船上都有哪些控制器、敏感器和控制机构，它们都是利用什么物理原理来感知和控制飞船的轨道与姿态的？
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