作為中國第一個真正意義上的太空實驗室，天宮二號在與神舟十一號進行對接後，將開展航天醫學實驗、空間科學實驗、在軌維修等技術試驗等多項試驗。同時，天宮二號空間實驗室還裝載了寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計等新一代對地觀測遙感儀器和地球科學研究儀器，這些載荷的應用，將提高中國在全球氣候變化研究、大氣汙染和大氣成分監測等領域的技術水平。

天宮二號和神舟十一號載人飛行任務，被業內認為是載人航天工程“第二步走”關鍵一環。接下來，天舟一號貨運飛船預計將於明年上半年訪問天宮二號，為其補加推。據中國航天科技集團董事長雷凡培透露，2018年前後，中國計劃發射空間站核心艙；2022年前後發射20噸級艙段組合的空間站。屆時，中國將成為繼俄羅斯之後，以一國之力獨自完成空間站建設的國家，航天員在空間站駐留可達一年以上。

神舟十一號載人飛船把中國航天推到了一個新的歷史最高點，這是中國邁出建設空間實驗室的重要一步。

神舟十一號可以說，已經比俄羅斯聯盟飛船先進。

從外觀上看，神舟飛船與俄羅斯的聯盟號飛船確實接近，而且也是由推進艙、返回艙和軌道艙組成，但內部空間比聯盟號更大，航天員工作和生活環境更加舒適。不論是總長、直徑、太陽能電池板開啟翼展以及總質量，它都比俄羅斯聯盟飛船要高一些，或者說大了一圈。

從功能上看，神舟飛船的軌道艙也有太陽能電池板和推進系統，具備更強的軌道行動能力，可以在任務結束後繼續在軌停留半年以上，擴大子任務範圍。

綜上，在神舟十一號飛船時期，有了之前5艘無人飛船和5艘載人飛船的成功經驗，中國航天已經轉型進入空間站建設階段，不再是單純為了測試載人飛船和天宮目標飛行器而執行發射任務。

神舟十一號飛行承擔兩項核心任務。

神舟十一號將與天宮二號實現對接，為中國更好地掌握空間交會對接技術奠定基礎。

據北京航空航天大學航天制導導航與控制系王新龍教授介紹，實現與天宮二號對接的難點集中在飛控技術上。

首先，是中長期定軌預報精度要求高。

神舟十一號飛船將與天宮二號在距離地面393公里的太空軌道進行交會對接，而這也是未來中國空間站執行的軌道高度，這比之前的軌道提高了幾十公里。

第二，是對接軌道遠導控制策略設計難度比較大，三是短弧段快速測定軌要求高。四是返回前快速軌道的控制，五是伴星飛越觀測及駐留軌道控制。

王新龍教授表示，天宮二號和神舟十一號的交會對接原理，概括起來，就是要做到三個必須：必須找得到，必須對得準，必須飛得穩。

天宮二號和神舟十一號的空間交會對接是搭建“太空之家”的重要一步，其間，兩者從相距150米到最終完成對接的階段技術難度最大、風險最高。在此次任務中，全新升級的“對接天眼”——光學成像敏感器(CRDS)的使用，與在天宮一號上運用的第一代產品相比，實現了諸多技術突破。

除了技術挑戰之外，北京飛控中心還面臨很多潛在風險：航天員在軌飛行長達33天，要求地面飛控人員長時間值守，飛控軟硬體系統高強度不間斷工作，同時也是對各類應急情況下系統綜合保障能力的嚴格考驗。

二、向天宮二號“送人”，宇航員將進行為中國空間站提供再生生命保障技術的實驗，為實現維持人類長期居住的環境做準備。

這次計劃在軌飛行33天，是迄今為止中國持續時間最長的一次載人飛行。

隨著飛行時間的增加，太空環境會對人體會帶來不利影響。特別是心血管功能的減退將會變得更加突出，還會發生一定程度的肌肉萎縮和骨丟失問題。

如何解決呢？

一是進行細緻的醫健醫保。飛行期間綜合利用醫療問詢、基本生理指標檢查、尿常規檢測、心肺功能檢查等手段，定期對航天員實施健康狀態的評估。還注重艙內微生物的控制，並且配備了預防治療的一些藥品和相關的醫療器械。

不僅如此，這次任務中首次建立了天地遠端醫療支援系統，透過天地協同的會診來解決航天員的在軌“看病”問題。

二是進行失重生理效應防護。比如航天員可以使用套袋來解決飛行初期這種頭暈和鼻塞等不適應的反應。透過使用拉力器腳踏車的鍛鍊，工作時穿著企鵝服，對心肺功能的下降，對肌肉萎縮和骨丟失進行綜合的防護。

三是豐富的營養健康食品。包括主食、副食、即食、飲品，還有調味品和保健性食品，一共有一百多種食品，食譜週期達到五天，膳食結構也更加科學。

四是進行有效的心理支援。在有專業心理醫生的支援，親情的交流和航天員團隊的支援基礎上，研製了基於虛擬現實技術的心理舒緩系統，航天員可以透過天地資訊交流系統與地面進行雙向的溝通，可以傳遞郵件，可以與親朋好友進行影片和音訊的交流，以此來緩解航天員的壓力，保證航天員的心理健康。

除了航天員的身心健康方面將得到新的有力保障外，進入天宮二號以後將開展多項太空試驗。

比如，在飛行中，航天員將在軌接受醫學超聲檢查，地面可以實時監測到航天員的心肺功能，這在中國載人航天飛行中也是第一次。

他們在軌還將參與多項科學試驗，比如更換空間材料和植被的樣品，還要進行太空的植物栽培等。進行典型的維修操作，驗證人機協同的操作技術。

神舟十一號飛船，是中國神舟號系列飛船之一，是中國第6次載人飛行任務，也是中國持續時間最長的一次載人飛行任務，總飛行時間長達33天。[1]神舟十一號於2016年10月17日7時30分從酒泉衛星發射中心發射，隨後與天宮二號對接形成組合體，2名航天員進駐天宮二號，進行了為期30天的駐留，在軌飛行期間，完成了一系列空間科學實驗和技術試驗。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，標誌著中國載人航天工程空間實驗室階段任務取得具有決定性意義的重要成果，為後續空間站建造運營奠定了更加堅實的基礎。[2]

飛行乘組由航天員景海鵬和陳冬組成，景海鵬擔任指令長。航天員景海鵬參加過神舟七號、神舟九號載人飛行任務，航天員陳冬是首次參加載人飛行任務。