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2008年9月25日，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心，成功发射神舟七号载人飞船，将航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏送上天空。9月27日，翟志刚出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助，实现了中国第一次太空漫步。
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2010年10月1日，国庆节，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功将中国探月工程二期的技术先导星嫦娥二号发射成功，之后，嫦娥二号获得了分辨率优于10米月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料。
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2011年9月29日，长征二号F运载火箭从酒泉卫星发射中心出征，成功将中国第一个目标飞行器天宫一号送入太空。这标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。
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2011年11月1日，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心出征，成功将神舟八号无人飞船送入太空。神舟八号在轨期间，与天宫一号进行了两次空间无人交会对接，为后续的手动交会对接奠定了基础。
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2012年6月16日，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心出征，成功将搭载航天员景海鹏、刘旺、刘洋的神舟九号送入太空。神舟九号与天宫一号进行了自动、手动两次交会对接，刘洋也成为了中国第一位进入太空的女航天员。