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于2017年4月20日在海南文昌航天发射场发射。天舟一号是中国自主研制的第一艘货运飞船，也是向天宫二号进行货物运输的地面后勤保障系统。天舟一号宣告了中国航天迈进“空间站时代”。

天舟一号任务是补给空间站的推进剂消耗，空气泄漏，运送空间站维修和更换设备，延长空间站的在轨飞行寿命等。

天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成的，全长为10.4米，最大直径为3.35米。

天舟一号首次在轨实施了飞行器间推进剂补加，首次以天基测控体制为主实施飞行控制。