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  天宮二號空間實驗室於2016年9月15日由長征二號F改進型運載火箭從酒泉衛星發射中心發射升空。約一個月後,神舟十一號載人飛船於2016年10月17日從酒泉衛星發射中心發射升空,發射工具亦為長征二號F改進型運載火箭。經過5次變軌,神十一到達天宮二號後方約52公里左右的位置,兩名航天員關上了返回艙和軌道艙之間的艙門。當神十一和天宮二號相距30米時,神舟十一伸出捕獲索天宮二號,慢慢收緊,於北京時間19日凌晨完成對接過程。隨後兩名航天員入駐天宮二號準備進行長達30天的“中期”訪問,加上三天飛行時間,他們會在太空逗留33日。期間航天員將對空間站進行維修,並展開微重力空間實驗以及柔性太陽能電池基板搭載試驗。  11月17日12時41分,神舟十一號與天宮二號空間實驗室分離,兩名宇航員返回地球。11月18日13時11分22.156秒在非洲奈米比亞外海上空395公里處,軌道艙與返回艙分離。

  天宮二號與神舟十一號進行對接後,將進行一系列太空實驗,包括航天醫學實驗、空間科學實驗、在軌維修等技術試驗等多項試驗。其中醫學超聲檢查可以實時監測航天員心肺功能。而載荷技術試驗則可以更換空間材料製備樣品,進行太空植物栽培試驗等。  自10月20日起,兩位航天員在太空跑臺上進行失重防護鍛鍊,還親手種下了生菜種子,未來他們將在太空中完成植物種植的全過程。另外,在天宮二號實驗艙內,航天員還飼養了6只蠶,也體驗了一把太空微重力條件下的失重飛行。另外,在10月21日晚上,兩名航天員按照計劃安排,調整好天宮二號內的顯示屏,等候後實時收看了中國中央電視臺的《新聞聯播》節目,這是《新聞聯播》首次在太空播出。根據計劃,地面科研人員將每天實時上傳《新聞聯播》,此外還將推送航天員喜愛的其他電視節目。

  神舟十一號航天員航天服則是由上海東華大學航天員服裝研發設計團隊負責。

  北京時間2016年11月18日14時03分,神舟十一號載人飛船返回艙在內蒙古中部錫林郭勒盟蘇尼特右旗境內成功著陸,偏離理論著陸點中心約100公里。當時風力4級,執行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀態良好。並由工作人員抬出返回艙。
神舟十一號(簡稱神十一)是中國“神舟”號系列飛船的第十一次任務、中國載人航天的第六次任務,搭載兩名航天員與天宮二號空間實驗室進行交會對接,成功對接後兩名航天員將入駐天宮二號進行空間試驗。這是首次在天宮二號空間實驗室上進行的載人任務。飛船於2016年10月17日07時30分31秒成功發射,2016年11月18日返回,在軌駐留時間延長至一個月,是目前為止中國載人航天任務中,留空時間最長的一次。