当地时间晚上7点41分，天舟一号无人货运飞船在长征七号运载火箭的推送下，从海南岛文昌航天发射场成功发射升空。目前，它已成功入轨，并将很快与天宫二号空间站进行交会对接，这是中国航天计划的又一次创举。
在任务期间，天舟一号将向天宫二号空间站转移推进剂。这是验证中国在轨加注技术的一项关键步骤，对于天宫三号等大型永久空间站能够在长期服役期间持续进行轨道调整至关重要。天舟一号还携带了超过100个包裹，包括食品和科学仪器，将用于支持未来中国航天员在天宫二号上的任务。
颇具讽刺意味的是，长34.8英尺（约10.6米）、重13吨的天舟一号实际上比仅重8.6吨的天宫二号还要大。天舟一号以天宫一号空间站的结构为基础，可在3个月的在轨寿命期间携带6吨货物和2吨燃料。这使其载货能力远远超过载货量为2.4吨的俄罗斯“进步号”飞船和载货量为3.3吨的SpaceX“龙”号货运飞船，与日本的H-II转移飞行器相当。
其高有效载荷与质量比部分归因于其结构广泛使用了减重复合材料和合金。天舟一号不需要机械臂即可与其他航天器对接，使其可以用于较小的飞行器和空间站。它还可以通过“快速交会”的方式与天宫二号对接，通过更精确的轨道调整，将对接前的机动时间从两天缩短到六个小时。
中国计划将天舟系列飞船打造成中国发射次数最多的航天器，以便在2018年为建造天宫三号空间站提供燃料和物资。天宫三号空间站预计于2020年建成，将包含多个舱段，可供六名航天员居住长达一年。中国希望通过邀请外国宇航员访问和驻留天宫三号，提升其航天计划的国际影响力。
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