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  从1973年5月26日21:56:00UTC至6月22日19:48:07UTC,共计26天21小时52分钟7秒。

  第一次舱外活动从1973年5月26日00:40UTC至01:20UTC,共40分钟,由保罗·维兹执行。  第二次舱外活动从1973年6月7日15:15UTC至18:40UTC,共3小时25分钟,皮特·康拉德和约瑟夫·科文执行。  第三次舱外活动从1973年6月19日10:55UTC至12:31UTC,共1小时36分钟,皮特·康拉德和保罗·维兹执行。

  天空实验室2号于1973年5月25日发射,,几名宇航员最重要的任务就是要修复之前发射的空间站。空间站的陨石和太阳护罩和一块太阳能电池板在发射时脱落,剩下的主电池板也发生了故障。宇航员必须抓紧时间修复,因为工作舱内逐渐升高的温度会导致舱内存在有害气体,也会使得储存的食物腐坏。  当阿波罗指令/服务舱靠近空间站时,宇航员约瑟夫·科文抓住保罗·维兹的脚,后者试图用一根长约10英尺的钩杆试图将已经不工作的太阳能电池板剥离,但是没有成功。在这个过程中,也消耗了大量的一氧化二氮燃料。由于多次尝试均不成功,为了顺利对接,几名宇航员不得不穿上压力服并拆下指令服务舱对接探头。进入到空间站后,几名宇航员“撑起”了一把巨大的金属折叠伞,挡住了照向空间站的阳光,成功地为空间站降温。  两个星期后的一次出舱任务中,康拉德和克尔温将先前故障的太阳能帆板打开,为保证了空间站运作所需要的电力供给。为了这次出舱行走,两人在位于马歇尔太空飞行中心的浮力模拟器中已经演练过多次。如果这次太阳能帆板的展开不成功的话,天空实验室2号和3号计划上的太空实验将不能完整地实施,空间站的蓄电池也会严重损坏。帆板展开后,空间站的电池组瞬间获得了大量的能量来源,两名宇航员一下子从太空实验室船体被甩出,考验了宇航员的应变能力和安全绳索的牢靠程度。完成任务后,两人回到太空舱,出舱任务宣告成功。  近一个月时间中,天空实验室2号上的宇航员修复之前损坏的部分仪器,完成了一系列的太空医学实验,收集太阳和地球科学数据,共进行了总计长达392小时的实验。在任务中,几人成功的用阿波罗望远镜观测到一次长达两分钟的太阳耀斑活动。三名宇航员在太空中一共执行了28天任务,是美国之前太空任务记录的两倍。1973年6月22日,任务结束。飞船的返回舱坠入太平洋,几人被等候在9.7公里外参加NASA搜救任务的提康德罗加号航空母舰救起。天空实验室2号创下了当时人类太空最长飞行时间,最长飞行距离,最大荷载质量等多个记录。康拉德更是当时执行太空任务系数最多的宇航员。

  天空实验室2号的任务徽章由科幻小说作家本杰明·波瓦推荐美国著名的奇幻插画画家弗兰克·费尔斯负责执笔。徽章用了地球和阳光作为背景。在一次科幻杂志的采访中,弗兰克·费尔斯回忆,在制定徽章方案时,有一名宇航员提出用天空实验室2号上看太阳被地球挡住的“日食”图案作为徽章。当时这个构想很快就被采纳,因为它解决了好几个问题:暗示了该任务和太阳能研究有关,也确定了太空舱和地球的关联。同时高对比度的图像也非常容易作画。弗兰克·费尔斯还花了不少时间研究地球上云层的形状,采用了非常传统漩涡图案。方案通过一次次的简化,最终套用圆形黑圈外加白色留底作为这次太空任务的徽章。

  飞船返回舱的指令模块目前保存在位于佛罗里达州彭萨科拉的国家海军航空博物馆。
天空实验室2号(英语:Skylab 2,也缩写为SL-2和SLM-1),是美国《天空实验室计划》的首次载人航天任务,也是美国发射的第一颗为了绕轨太空站而建造的卫星。这次任务的卫星在1973年5月25日由农神1B号运载火箭负责运载发射,共乘坐3名宇航员。“天空实验室2号”任务得名于所载的卫星名称,也是人类探索太空的里程碑式任务。该任务是人类第一次成功地将宇航员送上位于地球轨道的太空站,并且顺利返回。之前前苏联的太空站礼炮1号及联盟11号在完成对接、分离任务后返回地球时,返回舱的压力阀门损坏,造成3名宇航员血液沸腾死亡,因此该任务并未完成。因此,天空实验室2号仍然是第一次成功的载人太空站任务。