2011年9月29日21时16分3秒，我国第一个空间实验室——天宫一号在酒泉发射成功，目前，在多个高精密仪器的运行下，我国已获得多个监测信息和实验结果。神舟飞船总设计师、中国工程院院士戚发韧，在神十发射当天表示，天宫二号正在研制中，二年后升空替代天宫一号，完成更多精准实验。
天宫一号探秘
空间实验室是一种可重复使用和多用途的载人航天科学实验空间站，可进行对地观测、天文观测、生命科学研究、生物医学实验和工业技术研究等。天宫一号是中国首个空间实验室的名称。“天宫一号”的目标飞行器已经分别与神舟八号、神舟九号飞船对接成功，并将与神舟十号飞船对接，从而建立第一个中国空间实验室。
天宫一号的其中一项主要任务，便是开展空间应用(包括空间环境和空间物理探测等)、空间科学实验、航天医学实验和空间战技术实验。
高光谱成像仪是天宫一号搭载的有效载荷之一。在轨运行期间，多个应用单位利用它的“火眼金睛”开展了地质调查、矿产和油气资源勘查、森林监测、水文生态监测、环境污染监测分析等，取得了丰硕的成果。在天宫一号目标飞行器上安排高光谱遥感对地观测，主要是利用高光谱成像仪‘图谱合一’的特点以及在地表覆盖识别能力、蕴含地物光谱信息等方面优势，有针对性开展研究。
另一有效载荷——空间环境监测及物理探测设备由中科院空间科学与应用研究中心研制，其主要功能是综合监测高能带电粒子辐射、轨道大气环境参数，为空间环境预报、空间环境变化机理研究以及目标飞行器、飞船和航天员的安全保障提供准实时监测数据。
在本次天宫一号与神舟十号交会对接任务中，上海航天局承担的两大技术难点之一是飞行器上使用的“低轨高压电源系统”。针对航天器低轨道运行环境的特点，上海航天人成功攻克了高压半刚性太阳电池翼、高压传输驱动机构、高压氢镍电池组、高压器件和高压母线电源系统的拓扑结构和系统设计等一系列关键技术，成功自主研制出我国首个100V低轨高压电源系统，实现了我国低电压空间电源到高压母线空间电源的跨越。
天宫二号展望
近期，我国第一个空间实验室用通用软体贮箱样机研制成功，填补了这个领域的空白，也为空间飞行器贮箱家族增添了新成员。若能将该软体贮箱广泛应用于空间飞行器上，将极大地解决金属贮箱自身重量和空间方面的不足所造成的空间物资保障难题。
神舟飞船总设计师、中国工程院院士戚发轫表示，神十是一次载人天地往返运输系统的首次应用性飞行，发射并完成与天宫一号空间交会对接等任务后，我国载人航天第二步任务的第一阶段将完美收官，全面进入空间实验室和空间站研制阶段。
戚老透露，在完成神舟十号任务后，天宫一号不会再与其他载人飞船对接，但将继续利用天宫一号上的科学实验载荷进行科学实验，也将利用飞行的机会继续考核飞行器的技术，包括产品的可靠性和寿命。而天宫二号空间实验室将在两年后发射，其后中国将发射货运飞船，与天宫二号进行交会对接。
资料表明，天宫二号上将开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验，是中国第一个真正意义上的空间实验室，发射时释放伴飞小卫星，将有飞船与之对接。“天宫一号”是空间实验室的特例，主要为了完成交会对接任务，而“天宫二号”则完全是小型空间实验室，科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验。
中国科学院高能物理研究所博士生导师、粒子天体物理中心主任张双南，在第28届国际天文学联合会大会期间提出，“天宫二号”将携带国际首个专用的高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器。这项中国-瑞士合作开展的“伽马暴偏振探测项目”(POLAR)是中国空间天文“黑洞探针”计划的组成部分，计划以黑洞等极端天体作为恒星和星系演化的探针，理解宇宙极端物理过程和规律，解答宇宙组成和演化。此外，中国空间天文界还提出了“天体号脉”和“天体肖像”计划。
