９月１５日２２時０４分，搭載著天宮二號空間實驗室的長征二號Ｆ　Ｔ２運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。約５７５秒後，天宮二號與火箭成功分離，進入預定軌道，發射取得圓滿成功。

  天宮二號空間實驗室是在天宮一號目標飛行器備份產品的基礎上改進研製而成，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，採用實驗艙和資源艙兩艙構型，設計在軌壽命不小於２年，主要任務是接受載人飛船和貨運飛船訪問，開展空間科學實驗和相關技術試驗，驗證空間站建造和運營相關關鍵技術。

    按計劃，天宮二號空間實驗室發射升空後，將開展平台和空間應用載荷測試，並於神舟十一號飛船發射前，做好與神舟十一號飛船交會對接的準備。

    長征二號ＦＴ２火箭與之前的長征二號Ｆ　Ｔ１運載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。

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