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2016年9月15日22时04分，搭载着“天宫2”号空间实验室的“长征2”号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后，“天宫2”号与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。
“天宫2”号空间实验室是在“天宫1”号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问、开展空间科学实验和相关技术试验、验证空间站建造和运营相关关键技术。“天宫2”号全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展宽约18.4米，重8.6吨，采用实验舱和资源舱两舱构型，设计在轨寿命不小于2年。科研人员对“天宫2”号的推进分系统进行了适应性改造，以满足推进剂补加验证试验需要；对载人宜居环境做了重大改善，使其具备了支持两名航天员在轨工作生活30天的能力。因此，“天宫2”号是中国首个真正意义上的空间实验室。
按计划，“天宫2”号空间实验室发射升空后，将开展平台和空间应用载荷测试，并于“神舟11”号飞船发射前，做好与飞船交会对接的准备。
“天宫2”号空间实验室是在“天宫1”号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问、开展空间科学实验和相关技术试验、验证空间站建造和运营相关关键技术。“天宫2”号全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展宽约18.4米，重8.6吨，采用实验舱和资源舱两舱构型，设计在轨寿命不小于2年。科研人员对“天宫2”号的推进分系统进行了适应性改造，以满足推进剂补加验证试验需要；对载人宜居环境做了重大改善，使其具备了支持两名航天员在轨工作生活30天的能力。因此，“天宫2”号是中国首个真正意义上的空间实验室。
按计划，“天宫2”号空间实验室发射升空后，将开展平台和空间应用载荷测试，并于“神舟11”号飞船发射前，做好与飞船交会对接的准备。