天宮二號

早在1992年，中國就確立了以建立空間站為目標的航天計劃。這一計劃分三步，第一步是載人飛船階段，目標是能夠把宇航員送到太空，正常運行若干天，並成功返回；第二步是空間實驗室階段，在這個階段要解決組裝、交互對接、補給以及循環利用等四大技術。這些技術關係到空間站的組裝、宇航員在空間站的生存等關鍵問題。天宮一號就是中國在第二步計劃中為了解決交互對接問題而發射的一個目標飛行器。天宮一號被運往太空之後，通過對接可以被改造成一個短期有人照料的空間實驗室。對接技術成熟之後，就可以發射真正的空間實驗室——天宮二號。天宮二號將完成再生式循環系統、有效載荷和應用系統的實驗以及其他一些科研項目；經過空間實驗室階段，在中國的載人航天“三步走”計劃中，中國最終要建設的是一個基本型空間站，為此，中國會在海南文昌新建繼酒泉、太原、西昌之後的第四個航天發射場，主要承擔地球同步軌道衛星、大質量極軌衛星、大噸位空間站和深空探測衛星等航天器的發射任務。

中國載人航天工程辦公室副主任武平介紹，發射天宮二號的主要目的是接受神舟十一號載人飛船的訪問，完成航天員中期駐留，考核面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關技術；接受天舟一號貨運飛船的訪問，考核驗證推進劑在軌補加技術；開展航天醫學、空間科學實驗和空間應用技術，以及在軌維修和空間站技術驗證等試驗。

武平介紹，天宮一號的主要目標是驗證交會對接技術，而天宮二號則將開展較大規模的空間科學實驗和空間應用試驗以及航天醫學實驗，安排了一批體現科學前沿和戰略高技術發展方向的科學與應用任務。這其中，空間冷原子鐘實驗、伽瑪暴偏振探測、空地量子密鑰分配試驗是天宮二號14個應用和試驗項目中的3個重點項目。

“天宮二號原本是天宮一號目標飛行器的備份產品。”中國航天科技集團五院空間實驗室系統總設計師朱樅鵬表示，天宮一號成功發射后，這個備份產品並沒有被浪費掉，而是把它的設備用來做天宮二號。“我們對設備和材料進行了壽命試驗，更換了一些材料，對設備做了延長壽命處理，確保天宮二號質量的可靠性。”

為了保證航天員在太空飛行中能更好地吃飯、睡覺、鍛煉、娛樂，天宮二號對飲食居住環境進行改善，為航天員營造家的感覺。

朱樅鵬表示，艙內色彩、光線、降低噪音等都做了人性化的環境布置；航天員可在空間實驗室收到地面電視信號，能跟家人進行天地通話和私人通信；為保證航天員在微重力環境下身體機能不衰退，天宮二號配置了力量訓練設備，並定期對航天員心血管和身體醫學指標進行監測。

中國對空間碎片問題高度重視，長征七號運載火箭搭載的遨龍一號，就用於開展空間碎片清除關鍵技術在軌驗證試驗。天宮二號在軌任務末期，將受控離軌，隕落至太平洋海域，不會成為太空垃圾。

朱樅鵬說，因為天宮二號只有一個交會對介面，必須等神舟十一號載人飛船撤離太空后，在明年才會與天舟一號貨運飛船交會對接。天宮二號任務密度較大，將進行在軌維修和空間站技術驗證等試驗，這將是中國建設空間站之前進行最後一次全面的技術驗證。

空間站建設是中國載人航天工程戰略的第三步，計劃於2020年左右建成，2022年全面運行。

朱樅鵬表示，空間站是多艙段的飛行器，所以未來空間站的“塊頭”將比天宮二號大很多，將長期在軌運行十幾年，航天員在空間站駐留可能達到一年以上。空間站建設涉及航天員長期駐留、微重力環境下艙內外設備維修、推進劑補充加註等一系列關鍵技術支持，需要通過先期試驗來掌握。

2011年9月，中國成功發射了“天宮一號”目標飛行器。“天宮一號”實際上是空間實驗室的實驗版，採用兩艙構型，分別為實驗艙和資源艙。之後又成功發射了發射“神舟八號”、“神舟九號”、“神舟十號”。“神九”、“神十”分別是兩艘有人的神舟飛船，與“天宮一號”順利完成了有人及無人自動對接試驗。2014年3月2日，全國政協委員、中國載人航天工程總設計師周建平表示，按照中國載人航天計劃，在2020年前後建成空間站之前，將發射天宮二號空間實驗室，目標是建成中國正式的空間實驗室大系統。

2014年9月10日上午，太空探索者協會第27屆年會開幕，中方大會主席楊利偉透露：2016年中國將發射"天宮二號"空間實驗室，併發射神舟11號載人飛船和"天舟一號"貨運飛船，與"天宮二號"交會對接。突破和掌握推進劑補加等空間站關鍵技術，並開展一定規模的空間應用。

2014年9月，天宮二號空間實驗室、長征七號運載火箭、天舟貨運飛船，以及神舟十一號、長征二號F運載火箭等主要產品已進入研製關鍵階段，航天員地面訓練和地面設施設備準備工作，包括空間站組成模塊中的核心艙和兩個實驗艙研製工作也正在按計劃進行。海南航天發射場已基本完工，具備發射條件。

2014年10月初，天宮二號空間實驗室本階段總裝工作開始以來，實驗艙、資源艙單艙總裝分別完成了空間應用系統配套設備安裝、電纜安裝等總裝工作，充分驗證了空間應用系統載荷設備與整器的機械介面匹配性，並順利完成正樣實驗艙的質量特性測試，為保證總裝交付電測順利進行，打下了堅實基礎。

2015年1月，中國空間技術研究院（中國航天科技集團公司五院）完成天宮二號空間實驗室空間應用系統載荷設備安裝並交付電測。這是空間實驗室本階段總裝的標誌性節點。

2015年7月，用於發射天宮二號的長二F火箭開始總裝。

2016年4月11日，北京航天飛行控制中心表示，天宮二號總裝完成，正加緊聯調聯試。

2016年4月15日，中國航天科技集團公司網站報道，天宮二號空間實驗室已經完成大型試驗后的總裝並交付電測。

2016年6月25日，長征七號運載火箭在海南文昌航天發射場首飛成功。

2016年7月7日，天宮二號空間實驗室按流程完成了出廠前所有研製工作，從北京啟程，經鐵路運輸，於同月9日安全運抵酒泉衛星發射中心載人航天發射場，開展發射場區總裝和測試工作。這標誌著天宮二號與神舟十一號載人飛行任務進入實施階段。

2016年9月9日，長征二號FT2運載火箭與天宮二號空間實驗室組合體垂直轉運至發射區，並在發射區開展功能檢查和聯合測試工作，加註推進劑。

2016年9月15日22時04分，中國在酒泉衛星發射中心用長征二號FT2運載火箭將天宮二號空間實驗室發射升空。

2016年9月15日22時28分，空間實驗室飛行任務總指揮長張又俠宣布：天宮二號空間實驗室發射任務取得圓滿成功！

2016年9月16日，天宮二號於成功實施了兩次軌道控制，順利進入運行軌道。

2016年9月22日，天宮二號空間應用系統有效載荷全面進行在軌測試。

2016年9月25日，北京航天飛行控制中心成功進行兩次軌道控制，將天宮二號調整至距地面393公里的軌道上，使其正式進入交會對接準備階段。

2016年10月19日3時31分，神舟十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功。航天員景海鵬、陳冬進入天宮二號。

2016年10月20日，天宮二號與神舟十一號進行了組合體飛行期間的首次軌道維持，降低了軌道高度，由原先的倒飛狀態轉為正飛。

2016年10月23日早晨7點31分，天宮二號的伴隨衛星從天宮二號上成功釋放。在釋放過程中，航天員景海鵬和陳冬利用手持攝像機從艙內拍攝到了伴隨衛星從天宮二號下方百米之外掠過的視頻。

天宮二號是在天宮一號目標飛行器備份的基礎上，根據天宮一號的任務時改裝研製而成。規模與天宮一號基本一致，也是一個長期在軌自動運行、短期載人的飛行器，是中國建造空間站之前進行技術驗證的重要階段。天宮二號將攜帶國際首個專用的高靈敏度伽馬射線暴偏振測量儀器。這項中國－瑞士合作開展的“伽馬暴偏振探測項目”（POLAR）是中國空間天文“黑洞探針”計劃的組成部分。

天宮二號空間實驗室相對於天宮一號目標飛行器，其上搭載了全新配套的空間應用系統載荷設備，無論配套設備數量還是安裝複雜度均創造了歷次載人航天器任務之最。

天宮二號較大的改進是裝備更豪華、裝載量提高、內部環境更好。值得一提的是，天宮二號的系統設計是模塊化的，也就是說它出現問題時可以快速更換和在軌維修，這在國內空間領域屬於首創。

其中一個新安裝的設備是機械臂，將測試開展艙外搬運和維修。這個機械臂由中國航天科技五院自主研發。這種設備目前在國際空間站上已經使用，但在中國航天領域仍處於試驗階段。

中國最終要建設的基本型空間站，它的規模不會超過國際空間站。基本型空間站大致包括一個核心艙、一架貨運飛船、一架載人飛船和兩個用於實驗等功能的其它艙，總重量在100噸以下。其中的核心艙需長期有人駐守，能與各種實驗艙、載人飛船和貨運飛船對接。具備20噸以上運載能力的火箭，才有資格發射核心艙。

● 發射準備

2016年7月7日，天宮二號從北京啟運。

2016年7月9日，天宮二號完成了出廠前的研製工作，經鐵路運輸安全運抵酒泉衛星發射中心載人航天發射場，開展發射場區總裝和測試工作。

2016年8月6號，發射天宮二號的長征二號F T2運載火箭抵達東風場區。

2016年9月9號，天宮二號長征二號F T2運載火箭垂直轉運至發射區。

2016年9月14日，天宮二號發射火箭完成長征二號FT2火箭的推進劑加註工作。

2016年9月15日，天宮二號在酒泉衛星發射中心發射升空。

2016年9月16日，天宮二號實施兩次軌道控制，進入在軌測試軌道。

● 神十一對接

2016年10月19日，天宮二號與神舟十一號完成自動交會對接，形成組合體，神十一航天員入駐。

2016年10月23日，天宮二號釋放伴隨衛星。

2016年11月17日，天宮二號與神舟十一號實施分離，完成快速變軌控制驗證試驗。

● 天舟對接

2017年4月22日，天宮二號與天舟一號完成對接任務，形成組合體。

2017年4月27日，天宮二號與天舟一號完成首次推進劑在軌補加試驗工作。

2017年6月19日，天宮二號與天舟一號完成繞飛以及第二次交會對接試驗工作。

2017年6月21日，天宮二號與天舟一號組合體分離。

2017年9月12日，天舟一號與天宮二號完成自主快速交會對接試驗任務。

● 完成使命

2019年7月16日，天宮二號終止數據服務。

2徠019年7月19日，天宮二號受控離軌並再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預定安全海域。

● 神舟十一號對接

1、天宮二號發射后，進入近地點200千米、遠地點350千米的初始軌道。

2、變軌進入到高度約380千米的運行軌道。

3、天宮二號與神舟十一號對接后，在天空二號駐留30天，加上獨立飛行3天，總飛行時間33天。

4、與神舟十一號脫離，天宮二號恢復至長期運行軌道，轉入獨立運行模式，繼續開展空間科學實驗和應用技術試驗，並等待參加天舟一號飛行任務。

● 天舟一號對接

1、通過兩天的時間與天舟一號進行交會對接，形成組合體，進行兩個月的在軌飛行，完成各項任務。

2、天舟一號撤離天宮二號，在另一側與其進行對接，完成繞飛實驗。

3、組合體再次分離，轉入獨立運行模式。

● 獨立運行

1、天宮二號受控離軌並再入大氣層，落入南太平洋預定安全海域。

天宮二號主要任務包括兩個方面：

1、開展較大規模的空間科學實驗和空間應用試驗，以及航天醫學實驗；

2、考核驗證航天員中期駐留、推進劑補加、在軌維修等空間站建造運營關鍵技術。

1、接受神舟十一號的訪問，完成航天員中期駐留，考核面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關技術；

2、接受天舟一號的訪問，考核驗證推進劑在軌補加技術；

3、開展航天醫學、空間科學實驗和空間應用技術，以及在軌維修和空間站技術驗證等試驗。

天宮二號是中國第一個真正意義上的太空實驗室，搭載了空間冷原子鐘等14項應用載荷，以及失重心血管研究等航天醫學實驗設備，配備在軌維修技術驗證裝置、機械臂操作終端在軌維修試驗設備，開展空間科學及技術試（實）驗。

“天宮一號”是空間實驗室的特例，主要為了完成交會對接任務，而“天宮二號”則完全是小型空間實驗室，科學家、航天員們將在裡面展開各種工作和試驗，“天宮二號”將解決一定規模、短期有人照料的空間應用問題，航天員在天宮二號上生活的時間將比在神舟九號、神舟十號生活的時間更長。

天宮二號上將開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗，是中國第一個真正意義上的空間實驗室，發射時釋放伴飛小衛星，將有飛船與之對接，將完成驗證空間站的技術，也將接受航天員的訪問。

將來隨著空間實驗室體積的增大、可靠性的提高，將逐步發展成為空間站的核心艙或者實驗艙，增加太空實驗的項目和種類，為建成空間站奠定基礎。

空間站可以允許若干個宇航員同時長期駐守太空，噸位可重達20噸。發射這樣重的物體需要使用重型火箭，由於使用的火箭直徑較大，無法通過鐵路運輸，所以用海路運往海南航天發射中心發射。同時，海南航天發射場靠近赤道，有利於增強火箭的運載能力。

需要說明的是，天宮二號將成中國最忙碌的空間實驗室，各類計劃的實驗項目達到了史無前例的14項，涉及微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學等多個領域，其中兩項有駐留30天的航天員直接參與操作，一項為國際合作。這些項目中，大多是當前世界最前沿的探索領域。

比如，天宮二號將搭載全球第一台冷原子鐘進入太空，並進行相關實驗。利用太空微重力條件，這台冷原子鐘的穩定度將高達10的負16次方，可以將航天器自主守時精度提高兩個數量級，能大幅提高如北斗衛星定位系統的導航精度。

比如，試驗從太空分發量子密鑰。密鑰分發是實現“無條件”安全的量子通信的關鍵步驟。量子是微觀物理世界里不可分割的基本個體。由於作為信息載體的單光子具有不可分割、量子狀態不可克隆等特性，密鑰分發可以抵禦任何形式的竊聽，進而保證用其加密的內容不可破譯。從原理上來說，這種通信方式就是無條件安全的。

全長2000多公里的“京滬幹線”大尺度光纖量子通信骨幹網正在收尾，將在2016年下半年建成；全球首顆量子科學實驗衛星有望在7月發射。屆時，一個天地一體化的量子通信網路的雛形將會形成。在這個過程中，天宮二號可以扮演量子衛星中轉的角色，實驗遠距離量子通信，讓信息在地面城市與太空構築的範圍內實現“無條件”的安全傳輸。

天宮二號還將搭載中國科學院，瑞士保羅謝爾研究所，瑞士日內瓦大學聯合研製的伽馬暴探測設備，測量宇宙的伽馬暴射線和散射狀態，以黑洞等極端天體作為恆星和星系演化的探針，理解宇宙極端物理過程和規律，解答宇宙組成和演化。從而研究揭示宇宙結構、起源、演化等問題。

此外天宮二號還選擇了水稻和擬南芥，計劃進行“從種子到種子”的植物全生育發展過程實驗。

天宮二號採用實驗艙和資源艙兩艙構型，全長10.4米，最大直徑3.35米，太陽翼展寬約18.4米，重8.6噸，設計在軌壽命2年。

為滿足推進劑補加驗證試驗需要，天宮二號在天宮一號目標飛行器備份產品的基礎上，對推進分系統進行了適應性改造；為滿足中期駐留需要，對載人宜居環境進行了重大改善，具備支持2名航天員在軌工作、生活30天的能力。

天宮二號由長征二號F T2運載火箭發射；該火箭是專門用於載人航天的二級運載火箭，全長52.03米，起飛重量489.1噸，運載能力8.6噸。

● 神舟十一號

神舟十一號與神舟十號飛船技術狀態基本一致，根據任務和產品研製需要，部分技術狀態進行了更改，停靠天宮二號執行30天組合體飛行任務，具備獨立飛行5天的能力。

長征二號F T2與之前的T1火箭、Y11火箭與之前的Y10火箭技術狀態基本一致，為進一步提高安全性與可靠性，進行了部分技術狀態更改；長征二號F運載火箭為捆綁式二級液體運載火箭，芯級直徑3.35米，捆綁4枚助推器，助推器直徑2.25米。

● 天舟一號

天舟一號為全密封貨運飛船，採用貨物艙和推進艙兩艙構型，設計在軌壽命1年，飛船全長10.6米，最大直徑3.35米，最大裝載狀態下重量達13.5噸，由貨物艙和推進艙兩艙結構組成，運載能力為6噸。

天宮二號搭載14項約600公斤重的應用載荷，以及航天醫學實驗設備和在軌維修試驗設備，其中主要搭載的物品有：

1、空間冷原子鐘是國際上首台在軌運行的冷原子鐘，根據在軌測試結果推算冷原子鐘日穩定度達到7.2E-16。

2、中歐聯合研製的伽瑪暴偏振探測儀（POLAR）是國際首台寬視場、高效率的專用宇宙伽馬射線暴偏振探測儀器。

3、太空養蠶、雙擺實驗、水膜反應等3個香港中學生太空科技設計大賽獲獎的實驗項目。

中國載人航天團隊成功發射天宮一號以來，天宮一號先後與神舟八號、九號和十號飛船完成6次自動和航天員手控空間交會對接。天宮一號已經在軌運行超過四年半時間，目前狀態良好，已圓滿超額完成了預定的全部任務。

天宮二號為天宮一號目標飛行器的備份器，對其進行微小的改進后，由長征二號F改進型無人運載火箭，或長征七號運載火箭從酒泉衛星發射中心發射升空，即類似天宮一號目標飛行器的發射情況。但因天宮一號消耗燃料較少，飛行壽命延長，成功地完成了中國航天三步走的第二步第一階段，工程人員決定提高天宮二號的質量，約13噸，和原計劃發射的天宮三號同質量級別。如此一來，天宮二號可能是取代了原計劃天宮三號的任務，完成三步走第二步的第二階段。但天宮三號是否被取消，而天宮二號任務結束后是否會直接發射空間站的核心艙尚不明了，相關決定大概取決於天宮二號任務的結果。

2016年10月中下旬，將發射神舟十一號飛船，並搭乘2名航天員，天宮二號飛船將在393公里高空與之對接，進行人在太空中期駐留試驗。此外，中國空間天文界還提出了“天體號脈”和“天體肖像”計劃。

2017年4月中旬，將使用長征七號運載火箭發射天舟一號貨運飛船，與天宮二號對接，開展推進劑補加等相關試驗。

2018年前後發射空間站核心艙進行試驗工作。

2020年之前，中國計劃初步完成空間站建設，預計空間站屆時將在中國新建的海南航天發射場發射。空間實驗室任務標誌中國載人航天進入應用發展新階段，承前啟後，意義重大。

特點1：艙內設計更宜居方便天宮生活

天宮二號空間實驗室發射之後，將會有兩名航天員入住天宮，他們將在那裡工作和生活30天，驗證航天員中期在軌駐留，這也是目前為止中國載人飛行時間最長的一次任務。

在一個失重的環境中生活30天，並不是一件容易的事。為此，天宮二號在內部增加了很多貼心的設計，更加方便航天員的工作和生活。

天宮二號空間實驗室總設計師朱樅鵬表示，為給航天員創造一個更好的生活和工作環境，系統地開展了宜居性設計，包括衣食住行，聲光、艙內裝飾、降低噪音等，並增加了一些輔助設施。

朱樅鵬介紹，這其中一個輔助設施，就是首次在天宮二號空間實驗室中使用可展開的多功能小平台。有了它，航天員可以在上面寫字、吃飯、做一些科學實驗，生活工作兩不誤。在通信方面，天宮二號上為航天員配備了藍牙耳機和藍牙音響便於天地通訊。

此外，艙內還用地板取代了地毯；艙內燈光則採用米黃色色調，亮度可手動調節，並為每個航天員安裝了床前燈。

特點2：天宮二號裝備更豪華裝載量提高

天宮二號空間實驗室是在“天宮一號”基礎上研製的航天器，外形完全相同，卻承擔不同的任務——“天宮一號”是目標飛行器，主要執行的是和載人飛船配合完成空間交會對接試驗任務；而“天宮二號”則是中國第一個具備太空補加功能的載人航天實驗室，要第一次實現航天員30天駐留、第一次試驗推進劑太空補加技術，以及開展大規模的科學實驗。

中國航天科技集團公司五院空間實驗室系統副總設計師廖建林介紹，“天宮二號”不僅裝備更豪華、裝載量提高、內部環境更好，搭載的設備也更先進。

值得一提的是，“天宮二號”的系統設計是模塊化的，也就是說它出現問題時可以快速更換和在軌維修，這在國內空間領域屬於首創。

特點3：將進行14項空間科學實驗

作為中國首個真正意義上的太空實驗室，“天宮二號”空間實驗室除了要驗證航天員在軌中期駐留，還將開展14項空間科學和應用實驗，這也是中國載人航天史上空間科學任務最多的一次。那麼，究竟有哪些科學實驗進入到了這個空間實驗室？又會對中國科研和百姓生活帶來哪些影響？

“天宮二號”分為實驗艙和資源艙兩個艙段，利用其實驗室平台的支持能力，空間應用系統安排了一批體現科學前沿和戰略高技術發展方向的科學與應用任務。

主要涉及微重力基礎物理、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學、空間天文探測、空間環境監測、對地觀測及地球科學研究應用以及應用新技術試驗等八個領域。具體包括空間冷原子鐘實驗、綜合材料製備實驗、高等植物培養實驗，伽瑪暴偏振探測等空間科學實驗與探測項目；寬波段成像光譜儀，空地量子密鑰分配試驗、伴隨衛星飛行試驗等應用和新技術試驗項目等，共計14項。除了伽瑪暴偏振探測是與國外科學家合作聯合研究外，其餘13項科學實驗將全部由中國科學家自主完成。

航天員搭乘神舟十一號飛船與天宮二號對接后，也將會直接參與操作其中的兩項實驗，分別是綜合材料製備實驗和高等植物培養實驗。中科院空間應用中心有效載荷運控中心主任郭麗麗介紹，天宮二號也是未來空間站的一個雛形，它是真正意義上一個空間實驗室。為充分利用這個實驗室的資源，安排了比較豐富的科學應用項目。

天宮二號空間實驗室將開展的實驗中，包括了空間科學物理領域重點項目——空間冷原子鐘實驗，有望實現3千萬年誤差一秒的超高精度，對衛星定位導航等生產生活及引力波探測等空間科學研究將產生重大影響。空間冷原子鐘可以將航天器自主守時精度提高兩個數量級，大幅提高導航定位精度。

14個應用如何協調？

空間應用系統在天宮二號空間實驗室上安排了共14項空間科學和應用任務，30餘家單位參與載荷研製，為保證各項任務并行開展，空間應用系統總體部將應用任務進行了科學合理地分解，設置了17個分系統，分系統又分解為科學研究、載荷研製等多個子系統。

天宮二號空間應用系統副總設計師呂從民說，總體部不是將各載荷簡單連接，更不是各項應用技術簡單堆積，而是採用系統集成的概念，進行了總體設計、系統集成測試、統籌在軌飛行試驗，最大限度地利用資源，獲取應用效益。

空間應用系統安排了有效載荷運控在軌支持設備對應用項目進行統一的供配電、測控、數據採集管理傳輸等工作。

“有效載荷運控中心將對運行控制進行統一規劃，通過天地鏈路，進行運行控制和傳輸。”中科院空間應用中心有效載荷運控中心主任郭麗麗說。

1、在密封艙漏率、結構形式及結構重量方面開展了多項大膽創新，提出了“整體壁板式”密封艙結構方案，使結構重量降低了20%多。

2、研製出了直徑3米多的薄壁飛船結構，滿足大空間及輕巧結實的要求，同時制定出嚴格的生活區和儀器區雜訊控制指標，以最大限度把雜訊控制在最小的指標範圍之內。

3、針對空間實驗室階段目標的諸多變化，為熱控系統增強了適應能力，實現壓氣機溫度介面的精確控溫和密封艙溫度的精確調節；智能化的熱控核心控制設備實現了熱控設備在軌故障的自主診斷、隔離和處置，實現了“空調系統”的高可靠性。

1、裝載了空間科學研究與空間探測、對地觀測及地球科學研究和應用新技術試驗等領域的14項空間應用載荷，以及航天醫學實驗設備，將開展多項空間科學試驗活動；

2、對推進分系統管路進行適應性改造，增加配置壓氣機等設備，用於同貨運飛船配合完成推進劑補加技術驗證；

3、對載人宜居環境進行了優化設計，改善了就餐和睡眠環境，增加了鍛煉設備和娛樂設施，這些變化，可以使航天員30天的天宮生活更加舒適、更加便利、更加豐富多彩；

4、搭建了由機、電、液等部件組成的液體迴路驗證系統，以及機械臂操作試驗終端等，開展在軌維修試驗，將為後續空間站在軌維修設計積累經驗。

● 量子密鑰分配

天宮二號搭載的量子密鑰分配試驗空間終端，通過高精度自動跟瞄（ATP）系統與量子密鑰分配地面終端配合，在地面站與目標飛行器之間建立起量子通道，並在此基礎上開展了空—地量子密鑰分配試驗。

該試驗率先在中國國內突破了量子密鑰分配相關關鍵技術，並得到了在軌驗證。成功實現了天地雙向高精度跟瞄、量子密鑰分配、激光通信。

● 伽馬暴偏振探測儀

天宮二號攜帶了國際首台寬視場、高效率的專用宇宙伽瑪射線暴（GRB）偏振探測儀器，共探測到55個伽馬暴，觀測到蟹狀幸運脈衝星的脈衝信號，並在國內首次利用脈衝星信號實驗定軌，定軌精度約為10千米，探測到了若干太陽X射線暴。

● 熱毛細對流實驗

天宮二號上，中國首次開展了空間微重力條件下的熱毛細對流實驗，研究了在空間微重力環境下熱毛細對流的失穩機理問題，拓展了流體力學的認知領域，取得了具有國際先進水平的研究成果。

突破並掌握了微重力環境下的液橋建橋、液面保持和失穩重建等空間實驗關鍵技術，進一步提升我國微重力流體科學的空間實驗能力和技術水平。

● 綜合材料實驗

天宮二號開展的綜合材料實驗其中大部分樣品均為國際上首次實驗，如新型納米複合光學材料、高性能熱電轉換材料、多元復相合金等，該實驗的主要成果有：

1、生長出高質量的材料晶體，驗證了新的材料製備工藝，獲得了多項材料科學實驗新發現。

2、在重要功能晶體等材料方面，空間製備的樣品性能得到明顯提升或微觀組織結構得到改進。

3、基於空間測量、實驗和地面實驗數據，建立了國內第一個空間材料實驗爐的熱環境模擬計算模型，獲得了空間微重力與地面重力環境下爐膛內氣體壓力對爐膛最高溫度影響的基本規律，使我國空間材料科學實驗的能力得到了明顯提升。

● 擬南芥和水稻

擬南芥和水稻由神舟十一號運至天宮二號，並在開展了培養實驗。

該實驗採用人工光照、高效的水循環、標記蹤跡，6個月便完成了我國首次“從種子到種子”高等植物全周期培養實驗。

中國在本次實驗中，首次發現擬南芥在空間長日條件下開花明顯延遲；首次發現微重力條件下植物壽命比地面對照組植物壽命極大地延長；首次發現空間微重力對於水稻吐水及其向性生長有明顯的影響。同時在國際上首次成功地利用植物開花基因啟動子帶動綠色熒光蛋白表達；首次發現空間微重力環境顯著促進了葉脈網路的發育。

有效利用空間有限資源進行最大化的植物生產提供了重要證據，為人類長期探索空間提供了保障。

● 空間地球科學及應用

天宮二號藉助多台遙感設備，取得了豐碩的科學成果及顯著應用效益，主要為：

1、多角度寬譜段成像儀是集寬波段光譜和多角度偏振成像的新型綜合遙感器，在中國國內首次實現了12個多角度光學偏振遙感技術新體制驗證，開拓了獲取重要的陸地、海洋、大氣信息的新途徑。

2、三維成像微波高度計是國際首個用于海洋觀測的寬刈幅三維雷達成像高度計，採用短基線、小角度干涉、新型高度跟蹤、孔徑合成結合的創新技術。新一代雷達高度計的發展方向，對於整體提升我國海洋環境監測、預測和預報能力具有重要作用。

2、多波段紫外臨邊成像儀是中國首個具有紫外臨邊觀測能力的載荷，在國際上首次採用大視場，對全球中層大氣進行紫外環形、前向臨邊輻射特性的同時探測。其獲得了全球大氣密度、臭氧和氣溶膠垂直結構及三維分佈，在大氣痕量氣體監測、大氣與環境預報、空間天氣等領域具有廣泛的應用價值。

● 技術驗證

天宮二號在任務期間完成了多項技術驗證，主要為：

1、在空間飛行器上釋放伴飛衛星。開展伴星釋放、駐留和伴隨飛行試驗，獲得了清晰的組合體圖像，同時也進行了微小衛星新技術試驗和驗證。

2、通過開展人機協同的空間精細操作機械臂試驗，中國首次實現人機協同在軌維修任務，建立了集信息管理、手動控制、遙操作和自主控制一體化的人機協同在軌維修系統，形成典型人機協同體制，為未來空間站仿人型機器人研製打下了技術基礎。

3、還與天舟一號貨運飛船配合，實現了中國航天器推進劑在軌補加任務，全面突破和掌握了相關技術，對後續空間站階段的推進劑補加進行了完整驗證。

發射天宮二號是全面完成空間實驗室階段任務的關鍵之戰，將為中國後續空間站建造和運營奠定堅實基礎、積累寶貴經驗，對於推進我中國載人航天事業持續發展，具有十分重要的意義。（中國載人航天官網評）

2016年11月17日，美國《時代》周刊評選出2016年度世界25項最佳發明，“天宮二號”空間實驗室位列其中。這也是該榜單中首次出現來自中國的航天器產品。

2016年12月8日，由《中國新聞周刊》評選的“影響中國”2016年度人物榮譽盛典在北京舉行。中國航天科技集團公司天宮二號和神舟十一號載人航天任務研製團隊獲得年度科技人物。

2016年12月28日，國防科工局發布了2016年度國防科技工業十大新聞和十大創新人物(團隊)。天宮二號與神舟十一號載人飛行任務入選。

2016年12月29日，《環球科學Scientific American》雜誌評選出了2016年世界範圍內的十大科學新聞。天宮二號和神舟十一號載人飛行任務圓滿成功入選。

2016年10月19日3時31分，神舟十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功。航天員景海鵬、陳冬進入天宮二號。（按照天地同步作息時間，每工作6天可以休整一天，把每天的工作、生活安排得井井有條。）

2016年10月19日（第一天）：航天員的天宮完成了轉移物品、確認儀錶設置、進行飛行器狀態巡檢、回收試驗件等任務后，直到下午兩點才休息。下午，剛剛搬家到天宮的航天員，就開始了一個關於天地遠程會診的測試。下午4點，遠程醫療天地協同會診鏈路測試和常規醫學檢查及無創心功能檢測同步展開。

2016年10月20日（第二天）：兩位航天員開始進入了正常作息，他們不僅首次在太空跑台上進行失重防護鍛煉，還親手種下了生菜種子，未來他們將在太空中完成植物播種、培育、收割的全過程。更有意思的是出現在天宮二號實驗艙內的蠶寶寶。

2016年10月21日（第三天）：今晚，中央電視台《新聞聯播》首次在太空播出，兩名航天員天地同步收看到了《新聞聯播》節目。天宮二號還開啟了人類史上首次太空腦機交互實驗。這項實驗可將航天員的思維活動轉化為操作指令，並監測航天員的腦力負荷等狀態。

2016年10月22日（第四天）：兩個航天員正在收集全天的工作數據，準備下傳給地面。天宮二號航天員攜帶了筆記本電腦，不但可以協助做很多實驗測試，還能收發郵件、實時地下傳實驗數據等等。

2016年10月24日（第六天）：景海鵬50歲生日，接受了工作人員來自地球的祝福。

2016年10月26日（第八天）：六隻蠶寶寶太空吐絲結繭。

2016年11月1日（第十四天）：航天員景海鵬、陳冬為珠海航展送祝福。

2016年11月3日（第十六天）：中國郵政太空郵局的5歲生日。航天員景海鵬和陳冬作為太空信使，首次以視頻連線的方式展示了太空郵局天地通郵。

2016年11月4日（第十七天）：神舟十一號航天員在太空用特製包裝首次泡茶。

2016年11月7日（第二十天）：中國人首次在太空跑步景海鵬連跑一小時。

2016年11月9日（第二十二天）：中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平來到中國載人航天工程指揮中心，同景海鵬、陳冬通話。

2016年11月17日12時41分，神舟十一號飛船與天宮二號空間實驗室成功實施分離，航天員景海鵬、陳冬即將踏上返回之旅。截至目前，他們在天宮二號空間實驗室已工作生活了30天，創造了中國航天員太空駐留時間的新紀錄。

2016年11月18日13時59分，神舟十一號飛船返回艙在內蒙古中部預定區域成功著陸，執行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀態良好，天宮二號與神舟十一號載人飛行任務取得圓滿成功。

神舟十一號飛船與天宮二號空間實驗室在實施分離前，航天員成功將天宮二號艙內空間應用系統綜合材料製備實驗的兩批次（共十二支）實驗樣品、高等植物培養實驗的返回單元轉移到了神舟十一號飛船返回艙中。11月18日13時59分，神舟十一號飛船返回艙順利降落主著陸場，綜合材料實驗樣品、高等植物培養實驗返回單元隨返回艙完好回收，於當天19時許返回北京，在機場交付空間應用系統並順利運抵中科院，空間應用系統總體與相關實驗人員進行了實驗樣品基本狀態的檢查，確認返回樣品完好后，順利交接相關實驗科學家。

30天駐留具世界意義

一直關注中國航天發展的熱列茲尼亞科夫介紹說，在10月至11月中旬的30天里，天宮二號和國際空間站同時在近地軌道內運行，而且這兩個太空設施內都有航天員駐守，這種情況在世界航天史上是首次出現。無論是上世紀70年代，蘇聯和美國爭先發射空間實驗室，還是2000年俄和平號空間站關門送客、國際空間站開門迎賓時，都不曾出現兩個空間實驗室內同時有人工作生活。如今當中國的世界航天大國地位日益鞏固時，這一情景出現了。

熱列茲尼亞科夫認為，有一組數字值得關註：中國是在第六次載人航天時實施太空駐留30天，而美國和蘇聯都是在近地軌道內載人飛行了20多次后才開始嘗試太空駐留。

“通過神舟十一號飛船與天宮二號對接飛行，中國研究人員進一步完善了航天器抵近、對接技術，檢驗了較長時間飛行時艙內生命保障系統的功能，並研究了其他太空長期駐留課題”，熱列茲尼亞科夫說。

他表示，通過此次駐留飛行，中國科研人員可以檢驗其採用的技術和在軌工作制度能否在30天太空駐留期間使航天員始終保持應有的工作能力。隨著太空停留時間進一步延長，經過不斷修訂的上述技術和制度將幫助中國航天員完成更複雜的飛行任務。

太空實驗有深意

在回答天宮二號內的農作物培育和養蠶實驗有哪些重要意義時，熱列茲尼亞科夫解釋說，載人航天的目的不僅在於去太空飛，更大的意義是在太空中研究相關課題。太空實驗的很多成果可以用於地面科研和國民經濟，這一目的是現在所有載人航天國家所追求的。為此，參與國際空間站計劃的10多個國家正在該空間站內開展多種研究和實驗。

“天宮二號內的中國航天員按計劃完成了大量實驗，其中很多實驗是延續此前在中國無人航天器或短期太空駐留期間開展的研究”，熱列茲尼亞科夫說，“據我所知，此前中國利用航天器完成的太空作物研究已在地面農業栽培中取得了成果。在神舟十一號飛船返航后，其最新的農作物實驗結果有望進一步推動農業研究。”

熱列茲尼亞科夫認為，培育太空作物還有助於為將來的星際飛行做準備。如果研究取得突破，未來在實施載人深空探索時，就沒必要馱著好幾個月的食物上路，從而減輕大型飛船的起飛重量。此外，在太空中培育植物還能讓航天員的生活更加豐富多彩。

國際合作與中國助力

對於載人航天領域開展國際合作的意義，熱列茲尼亞科夫指出，開發太空任務艱巨、成本巨大，將來若要派遣航天員實施星際探索，則會面臨更多挑戰。“開展國際合作解決這些問題，有助於避免難度巨大的航天計劃被束之高閣，促使其在不久的將來上馬啟動，因此多個國家合作實施航天計劃對於現代航天發展來說非常重要。”

熱列茲尼亞科夫還表示，自己非常希望中俄儘快開展大規模航天合作，從而推動兩國進一步開發、完善各自的航天技術，促進太空開發。“中俄開展航天合作時還可以聯合其他國家共同實施大型航天計劃，假如能吸引其他金磚國家或歐洲國家參與月球開發，那麼在2020年前後各合作夥伴國一定會在月球上擁有前哨站點”，熱列茲尼亞科夫說。

這位專家還回顧說，在上世紀60年代，即使是保守的預測也認為，人類有望在20世紀80年代飛向火星，在2030年前後載人飛往太陽系外的星球。現在看來這些設想太過浪漫了，載人深空探索還面臨很多難以預料的巨大挑戰。

“儘管如此，我依然認為今後15年間，世界航天領域將出現突破性進展，這在很大程度上是因為中國航天事業的迅速發展”，熱列茲尼亞科夫說，“與此同時，中國的航天新成就和太空科研開發新計劃，將促使其他國家研究本國的航天藍圖，確立新任務，從而使有志航天的世界各國共同開拓航天新疆界，其開發成果將惠及全人類。”