10月17日7时30分，搭载着神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。 新华社记者李刚摄
10月17日7时30分，搭载着神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。 新华社记者李刚摄
神舟十一号搭载的宇航员景海鹏和陈冬。
神舟十一号与“天宫二号”在高度为393公里的近圆对接轨道交会对接构成组合体，航天员进入“天宫二号”，开展空间科学实验和技术试验。交会对接模拟图。（图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心）
天宫二号空间实验室搭载的若干科学实验设备。（图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心）
开展大Prandtl数液桥热毛细对流稳定性相关问题的研究，研究在空间微重力环境下热毛细对流的失稳机理问题，拓展流体力学的认知领域，突破并掌握微重力环境下的液桥建桥、液面保持和失稳重建等空间实验关键技术。
中科院上海光机所研制的“空间冷原子钟”搭载“天宫二号”发射升空，“空间冷原子钟”将激光冷却技术和空间微重力环境结合，有望实现10^-16量级的超高精度（约3000万年误差1秒），将目前人类在太空中的时间计量精度提高1~2个数量级。
综合材料试验，此次的任务时研究半导体光电子材料、金属合金及亚稳材料、纳米以及复合材料等制备基理，揭示在地面重力环境下难以获知的材料物理化学过程的规律。
这套实验装置由“材料实验炉”（简称“炉子”）、“材料电控箱”和“材料样品工具袋”三个单机构成。整个装置共约27.6kg重，最大功耗不到200W（而一般电水壶的功率也要1000～1800W），相当于2个100W白炽灯。
“天宫二号”三维成像微波高度计是国际上第一次实现宽刈幅海面高度测量并能进行三维成像的微波高度计。采用小角度、高精度干涉测量技术，能精确获得海面的干涉条纹信息，进而获得三维海面形态，再经过复杂的定标最终获得宽刈幅范围内的海平面高度测量。
“天宫二号”伴随卫星是一颗微纳卫星，是“天宫二号”试验任务的一部分。伴随卫星由上海微小卫星工程中心研制，采用了小型化，轻量化，高功能密度的设计。
“天极”望远镜是搭载在“天宫二号”空间实验室上的伽玛射线偏振探测仪，是中欧国际合作项目。“天极”望远镜的主要科学目标是探测研究遥远宇宙中突然发生的伽玛射线暴现象。
空间环境监测及物理探测分系统主要用于实时监测“天宫二号”轨道上的辐射环境和大气环境，实现舱外16个方向的电子、质子等带电粒子的强度和能谱监测，以及轨道大气密度、成分及其时空变化与空间环境污染效应监测等。
在“天宫二号”空间实验室中将开展两种代表性的植物——拟南芥和水稻的培养实验，着重探索在太空环境中如何控制植物开花结种的技术与方法，为建立保障人类长期空间生存所必需的生命生态支持系统奠定基础。
作为太空实验室里的尖端“数码相机”，宽波段成像光谱仪拥有相当深厚的“内力”，有了它，“天宫二号”可谓拥有了“火眼金睛”的本领，看海洋，看大气，样样精通。
研制“天宫二号”载荷“量子密钥分配试验空间终端”。通过高精度自动跟瞄（ATP）系统与量子密钥分配地面终端配合，在地面站与目标飞行器之间建立起量子信道，并在此基础上进行空-地量子密钥分配试验。
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