9月16日20点17分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成第三次、也是离轨前最后一次推进剂在轨补加试验，进一步巩固了相关技术成果。

本次补加试验中，天舟一号货运飞船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。

9月17日16点15分，在经过近5个月的飞行后，天舟一号货运飞船按计划与天宫二号空间实验室完成分离，继续开展离轨前的拓展应用和相关试验。9月17日15点29分，地面发送指令，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室实施分离。按程序，天舟一号分离至后向120米并保持位置，地面确认状态正常后，发令控制天舟一号正常撤离，天舟一号建立三轴稳定对地飞行姿态，在高度约400公里的近圆轨道上开始独立运行。按计划，天舟一号货运飞船还将紧随开展多项拓展试验，提高综合应用效益，同时也为空间站研制建造和运营管理积累经验。

天舟一号货运飞船自今年4月20日发射升空后，已稳定运行近5个月，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。

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