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9月15日22时04分，搭载天宫二号空间实验室的长征二号F T2运载火箭，在中国酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后，“天宫二号”与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。

北京航天飞行控制中心25日成功进行两次轨道控制，将天宫二号调整至距地面393公里的轨道上，使其正式进入交会对接准备阶段。

据北京航天飞行控制中心副主任李剑介绍，在神舟十一号发射之前，天宫二号要经历四个关键阶段。一是发射入轨段。9月15日22时13分，天宫二号成功发射入轨。二是变轨控制段。9月16日，北京航天飞行控制中心对天宫二号成功实施两次变轨控制，使天宫二号由椭圆形轨道进入近圆形轨道。三是在轨测试段。北京航天飞行控制中心对天宫二号平台的各个分系统进行在轨测试，测试结果显示各分系统状态良好，工作正常。四是交会对接准备段。北京航天飞行控制中心再次对天宫二号进行轨道控制，使其进入预定的交会对接轨道，等待神舟十一号到来。

据了解，天宫二号与神舟十一号载人飞船的交会对接，将首次模拟未来空间站的交会对接方式，即载人飞船利用自身机动能力去追踪空间站。