在超期服役長達兩年半之後，中國第一個空間實驗室天宮一號“完成使命”。而即將升空的接力者——“天宮二號”空間實驗室，則將開創更多“第一次”，除了要印證航太員在軌中期駐留，還要開展14項實驗，涉及八大領域。
按計劃，“天宮二號”空間實驗室將於北京時間9月15日22時04分發射。今年10月，中國將發射“神舟十一號”載人飛船，與“天宮二號”空間實驗室進行對接，進行30天的航太員中期駐留試驗；2017年，“長征七號”火箭將發射“天舟一號”貨運飛船，與“天宮二號”進行對接，進行推進劑在軌補加等空間站建造運營關鍵技術的驗證。其目的是為了中國將在2020年前後建成的永久性空間站。
“天宮二號”上的新設備
“天宮二號”與“天宮一號”相同，均為長期在軌自動運作、短期載人的飛行器，是為未來的長期性空間站建設做準備。但兩者相比，“內在”的變化很大。
從中國航太科技集團此前發佈的消息來看，“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”的系統設計是模組化的，也就是説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。
此外，為了方便航太員太空生活，“天宮二號”在內部增加了很多貼心的設計。中國航太科技集團五院“天宮二號”空間實驗室總設計師朱樅鵬在接受採訪時介紹説：“我們要以人為本，給航太員創造一個更好的生活和工作環境。”
“天宮二號”首次使用可展開的多功能小平臺，航太員可以在上面寫字、吃飯、做科學實驗，生活工作兩不誤；通信方面為航太員配備了藍芽耳機和藍芽音響；用地板取代了地毯；艙內燈光采用米黃色色調，亮度可手動調節，併為每個航太員安裝了床前燈。
事實上，30天的太空駐留不僅是對航太員本身的考驗，也是對中國載人航太技術全新的挑戰。如何長時間提供適合人生活的環境，如何長時間提供包括水在內的物資供給，都將在“天宮二號”任務中得到驗證。
“天宮二號”上的新實驗
雖然“天宮一號”、“天宮二號”都屬於空間實驗室，但後者更為正規，或者説“天宮二號”才是真正意義上的空間實驗室。
6月2日，中國科學院空間應用工程與技術中心高級顧問顧逸東院士介紹了“天宮二號”的部分空間科學任務。
比如“空—地量子密鑰分配與鐳射通信試驗”，密鑰分發是實現“無條件”安全的量子通信的關鍵步驟，這項試驗將驗證量子密鑰分發的核心環節，在天地間傳輸密鑰。
再如“伽馬暴偏振探測”項目，將對伽馬暴和太陽耀斑進行高靈敏度偏振觀測。“可望開闢伽瑪射線偏振探測天文新窗口。”顧逸東説。“天宮二號”搭載的伽馬暴探測設備由中國科學院與瑞士日內瓦大學聯合研製，這臺設備比過去國際上類似儀器的探測效率高數十倍，中歐科學家合作研究揭示宇宙結構、起源、演化問題。
此外，“天宮二號”還將搭載全球首臺冷原子鐘，開展“液橋熱毛細對流實驗研究”、“多樣品材料空間生長實驗”、“空間高等植物培養實驗”等項目。
“天宮二號”熱毛細對流空間實驗項目主任設計師、中國科學院力學研究所研究員康琦解釋，為生産出高品質的半導體材料，就要科學控制單晶矽在晶體生長過程中浮力對流和熱毛細對流的影響，而太空特有的微重力環境將使科學家深入剖析熱毛細對流的真實過程。
這次飛行中，“天宮二號”還將釋放一顆伴隨衛星，這是一顆微納衛星，搭載多個試驗載荷，並具備較強的變軌能力，具備開展空間任務的靈活性與機動性。伴隨衛星將在任務期間開展對空間組合體的飛越觀測等試驗，為主航太器的技術試驗提供支援，並拓展空間技術應用。
空間實驗室與空間站的區別
空間實驗室是建造在太空中的實驗室，這種特殊的實驗室需要先發射無人空間實驗室，然後再用運載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的無人空間實驗室交會對接。接下來，航太員從飛船中進入空間實驗室，開展工作，完成工作後再乘飛船返回地球。因此，中國在發射“天宮二號”後，還將發射“神舟十一號”載人飛船，與“天宮二號”對接，從而完成空間實驗室的建造。
而空間站是指可供多名航太員巡訪、長期工作和居住生活的載人航太器。空間站最大的特點就是規模和體積龐大、在軌運作的時間久，比如由美國、俄羅斯、日本、加拿大、巴西和歐洲空間局共同建造的國際空間站，已經為人類工作了16個年頭。
空間實驗室像是空間站的前身，為發展空間站，從載人飛船過渡到載人航太基礎設施的試驗性航太器。前者是為建造複雜程度更高的空間站所做準備工作。
