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9 月 12 日 23 时 58 分，天舟一号货运飞船顺利完成与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验。
本次对接分远距离自主导引和近距离自主控制两个阶段实施。天舟一号首先自主导引至远距离导引终点，然后在天宫二号的配合下，利用交会对接相关导航设备，完成交会，之后双方对接机构接触，完成对接试验，整个过程历时约 6.5 小时。
仅仅四天之后，9 月 16 日 20 时 17 分，天舟一号又与天宫二号空间实验室顺利完成了第三次、也是离轨前最后一次推进剂在轨补加试验。
本次补加试验中，天舟一号根据推进剂使用量动态评估结果和天宫二号空间实验室后续任务需求，采取只为一组贮箱补加的策略，补加推进剂共约 250 公斤，主要完成了浮动断接器插合、管路检漏、燃料贮箱补加、氧化剂贮箱补加、浮动断接器分离和状态恢复等工作，整个流程历时约 3 天。
天舟一号是我国第一艘货运飞船，4 月 20 日从海南文昌发射，已稳定运行近 5 个月，按预定程序与在轨运行的天宫二号先后进行了自动交会对接、自主快速交会对接等 3 次交会对接以及 3 次推进剂在轨补加任务，期间按程序开展了一系列空间科学实验和应用技术试验，任务各项工作进展顺利。
在轨任务结束后，经地面决策，天舟一号将实施主动离轨，受控陨落至南太平洋预定安全海域。天宫二号留轨继续开展拓展试验和应用。
天宫二号是我国第一个真正意义上的太空实验室，去年中秋夜升空。
回顾：
4 月 22 日 12 时 23 分，天舟一号与天宫二号完成自动交会对接，这是天宫二号自 2016 年 9 月 15 日发射入轨以来，首次与货运飞船进行的交会对接。
4 月 27 日 19 时 07 分，天舟一号与天宫二号完成首次推进剂在轨补加试验，标志着中国稳步迈入空站时代，同时使我国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。
6 月 19 日 14 时 55 分，天舟一号与天宫二号完成绕飞和第二次交会对接试验，巩固了航天器多方位空间交会技术，对后续空间站工程建设具有重要意义。
6 月 15 日 18 时 28 分，天舟一号与天宫二号完成第二次推进剂在轨补加试验，进一步验证了这一关键技术的可靠性。
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