2012年6月22日，神舟九号与天宫一号组合体正常飞行状态下，航天员在空间实施对飞行器的姿态控制，完成手动姿态控制试验，同时完成轨道数据更新、飞行程序注入等工作。

2012年6月27日，神舟九号与天宫一号组合体完成各项飞行控制工作，并进行天地通话工作。

2012年6月28日，神舟九号完成了转倒飞、与天宫一号组合体分离等各项飞行控制工作。

2012年6月29日，神舟九号返回舱在内蒙古主着陆场安全着陆，完成与天宫一号载人交会对接任务。

2012年7月1日，神舟九号返回舱开舱仪式在北京举行，并进行搭载物品移交工作。

神舟九号在预定轨道飞行十余天后，飞船与天宫一号进行两次交会对接，第一次为自动交会对接，第二次由航天员手动控制完成。

飞船发射前约20天，天宫一号目标飞行器开始降轨调相，进入高度约为343千米的近圆对接轨道，建立载人环境，等待与飞船交会对接。

飞船发射入轨后，按预定程序完成与目标飞行器自动交会对接，此过程同天宫一号与神舟八号交会对接基本一致；与天宫一号自动对接形成组合体。航天员在地面指挥与支持下，完成组合体状态设置与检查，依次打开各舱段舱门，通过对接通道进入天宫一号实验舱。

组合体飞行期间，由目标飞行器负责飞行控制，飞船处于停靠状态。3名航天员在飞船轨道舱内就餐，在天宫一号内进行科学实验、技术试验、锻炼和休息

神舟九号返回前，3名航天员返回飞船返回舱。两飞行器分离，航天员手动控制飞船撤离至140米处，飞船转为自主控制，继续撤离至5千米外安全距离；之后，飞船返回着陆场，地面人员及时完成航天员搜救和返回舱回收；目标飞行器变轨至370千米自主飞行轨道，转入长期在轨运行。

1、首次验证手控交会对接技术，进一步验证自动交会对接技术

2、全面验证目标飞行器保障支持航天员生活工作的功能、性能，以及组合体管理技术，首次实现地面向在轨飞行器进行人员和物资的往返运输与补给，开展航天医学实验及有关关键技术试验。

天宫一号目标飞行器于2011年9月29日发射入轨，截至2012年6月，已在轨运行约260天，目标运行稳定、状态良好，满足执行交会对接任务要求。

神舟九号与神舟八号技术状态基本一致，为进一步提高安全性与可靠性，进行了部分技术状态更改。飞船全长9米，舱段最大直径2.8米，起飞质量不大于8130千克。

发射神舟九号的长征二号F遥九火箭与遥八火箭技术状态基本一致，全长约58米，起飞质量约496820千克，运载能力不小于8130千克。

测控通信网由2颗天链一号中继卫星、14个中国国内外地面测控站、3艘测量船，以及北京航天飞行控制中心、东风航天发射指挥控制中心、西安卫星测控中心和中继卫星控制管理中心等组成。

主着陆场位于内蒙古中部地区草原，副着陆场位于酒泉卫星发射中心东南地区，上升段和运行段分别设置了陆上应急返回着陆区和海上应急溅落区。

神舟九号飞行乘组共计3人，于2012年3月入选任务飞行乘组，分别为：

神舟九号返回舱开舱仪式于2012年7月1日在京举行，其移交搭载物品主要有：

1、中国科学技术协会“开启天宫的梦想”青少年科普活动搭载科学实验种子。

2、中国邮政太空邮局“来自太空的祝福”邮政物品。

3、中国空间技术研究院神舟天辰公司搭载的农作物种子和微生物菌种。

4、中国航天报社“我给神九航天员写封信”公众活动的信件和航天文化艺术芯片等。

5、1931年11月7日红色中华通讯社（原新华社）播发的首张照片《中华苏维埃第一次全国代表大会召开》的底片。

针对载人飞行的特点，神舟九号在方案上进行了适当的修改，与神舟八号任务相比，主要有十大不同与突破：

1、由无人参与到有人参与。由神舟八号不载人到神舟九号载三名航天员的全乘员组飞行，神舟九号为了实现载人的需要，飞船舱内取消了与载人无关的设备。

2、组合体飞行方案不同。神舟九号与天宫一号将载３名航天员，进行组合体停靠30人∕天（3人×10天）的最长飞行任务验证；飞船独立飞行时间与神八相同，正常情况下独立飞行3天，在应急情况下可以独立飞行5天；神九组合体停靠时间由神八的14天变为10天，目的是验证组合体最长飞行支持能力。

3、交会对接进入方向不同。神九进行前向对接，其飞船在前，由天宫一号追赶神舟九号进行对接，在第二次对接中，采用飞船自动撤离、撤退至400米的地方进行前向对接的方案。

4、交会对接方法不同。神舟九号与天宫一号交会对接在进行自动交会对接，同时采用人工手动控制方法进行，以验证航天员人工手动控制交会对接技术。

5、交会对接环境不同。由于神舟八号是中国第一次进行空间交会对接，为减小空间各种光波对交会对接设备造成的干扰，根据技术上的考虑和设计上的安排，神舟八号交会对接任务设计上采用的是在阳照区开始自动交会对接，待对接完成的时候，已经处在阴影区，而神舟九号载人交会对接则在全阳照区间进行；由于太空各种光波对交会对接测量设备会造成干扰，在这样的环境下完成交会对接，其难度要远比神舟八号大得多，交会对接设备将接受一次严峻异常的考验。

6、由自成一体到联成一体。由于神舟九号的航天员要进入天宫一号目标飞行器里，进行工作、生活和组合体载人环境的全面验证，因此，神舟九号的航天员将打开两个航天器的舱门，此时，神舟九号首次实现与天宫一号的空间连通，成为运行在太空中连在一起的两个大房间，航天员穿过神九舱门，进入天宫一号，进行相关物品转移、工作和生活，这种情况下，天宫一号内的二氧化碳净化装置、微生物控制装置等环境控制和生命保障设备将开机，为航天员创造一个与地面一样的工作和生活环境。

7、飞船内搭载设备不同。在神八飞行任务中已完成了在轨力学环境参数的测量，因此在神舟九号上，取消了相应传感器和设备；还取消了神舟八号专用于图像记录和下传的辅助CCD光学成像敏感器相机存储单元；返回舱配备了乘坐3人的座椅。

8、紧急故障情况下处置预案不同。在神九研制期间，研制团队设计了300多种故障模式与对策，进一步完善了其中与航天员操作相关的100多种故障模式。特别是针对载人航天情况下，为确保航天员的安全，增加了手控交会对接故障模式与对策、手动控制禁止指令无法正常发出等故障预案等，进一步确保航天员安全。

9、控制方案进行了局部改进和优化。神舟九号载人飞船制导导航控制系统在总结神舟八号交会对接经验的同时，针对任务，对自动交会对接与撤离、人工手动控制交会对接与撤离、返回控制等进行了局部改进和优化，并进行了大量的试验验证。

10、返回方案变化。与神舟八号相比，神舟九号返回的控制方案中，对打开回收主开关关键指令相应增加了手动控制指令作为备份，返回的可靠性和安全性大为提高。

由于三名航天员中有一名女航天员，女航天员被安排坐在座舱的左侧位置，同时，考虑到女航天员的生理特点，增加了女航天员专用的舱内服装备件包，包内专门配备了1套供女航天员专用舱内压力服和大小便收集装置，还有女性专用卫生用品包；飞船舱内配备了一个食品包，包内装载了可供3名航天员吃15天的航天食品和喝15天的饮用水，还有航天员内衣备件包和废物收集袋。

神舟九号与天宫一号载人交会对接任务中，航天员将进行15项航天医学相关空间实验，其中最主要的有五项：

1、航天飞行对前庭眼动、心血管及脑高级功能影响研究。

2、失重生理效应防护的细胞学机制研究。

3、空间骨丢失防护技术研究。

4、在轨有害气体采集与分析实验。

5、在轨质量测量。

2012年6月16日，神舟九号载人飞船发射成功，中国邮政太空邮局限量编号发行《神舟九号飞船发射成功纪念》封，以资纪念；并发行《天宫一号与神舟九号载人交会对接任务纪念》邮折、邮册等系列邮品，其中包含：

1、中国邮政首次发行的一枚版特殊版式的个性化邮票。

2、神舟九号航天员乘组肖像的独家签名明信片。

3、太空邮局专有的“中国载人航天工程”独立邮资图“神九”任务纪念封。

4、航天员飞行乘组特殊版式个性化邮票

5、“神九”航天员飞行乘组极限封。

天宫一号与神舟九号载人交会对接任务的成功，实现了中国空间交会对接技术的又一重大突破，标志着中国载人航天工程第二步战略目标取得了具有决定性意义的重要进展；是建设创新型国家取得的新成就，是中国人民在攀登世界科技高峰征程上铸就的新辉煌，是中华民族为人类探索利用外层空间作出的又一卓越贡献，对于增强中国综合国力、振奋民族精神，鼓舞和激励全国人民奋力夺取全面建设小康社会新胜利，不断开创中国特色社会主义事业新局面，具有重大而深远的意义。（中共中央、国务院、中央军委 评）

神舟九号任务成功标志着载人航天工程第二步任务取得了重大成果，为今后的载人航天的发展、空间站的建设奠定了良好的基础。（国家航天局 评）

神舟九号完成首次手控交会对接任务，在太空中成功命中“十环”。刘洋成为中国首位进入太空的女航天员。（北京科协 评）