2011年11月1日5时58分07秒,中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞,将“神舟八号”飞船发射升空。承载着中国载人航天工程首次交会对接使命的神舟八号飞船，开始追逐天宫一号的漫漫行程。
2012年6月16日18时37分21秒，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心点火发射升空。2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行，14时左右和天宫一号实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点03分安全返回。
神舟九号飞行乘组由3名航天员组成，其中1名为女航天员，分别是景海鹏、刘旺、刘洋；飞船在轨飞行10余天，飞船与天宫一号进行了两次交会对接，第一次为自动交会对接，第二次由航天员手动控制完成。
神舟九号飞船与神舟八号飞船技术状态基本一致，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。神舟九号飞船返回舱主着陆场位于内蒙古中部地区草原。
新面孔：飞行乘组“新老搭配、男女配合”
每一次载人航天飞行，对飞行乘组的基本要求就是要能够保证完成任务，这一次也不例外。相比前三次载人飞行，这次任务的飞行乘组概括讲是“新老搭配、男女配合”，主要有两个方面的特点：一是作为航天员，景海鹏是第二次参加飞行；二是刘洋成为我国首位参加载人航天飞行的女航天员，同时她也是我国第二批航天员中首个参加飞行的。
景海鹏再次飞行，主要还是为了更好的完成任务，他的飞行经验对于乘组完成任务将有很大帮助，使乘组更加坚定信心、从容应对各种复杂状况。随着我国载人航天事业的发展，客观上我们也具备了这种“以老带新”的条件，以后航天员多次执行任务的情况会很常见，这也是航天员的职业要求。
安排女航天员飞行，既是载人航天事业发展的必然，也是大家的一个期盼。国际航天经验表明，女性不仅能够出色完成航天飞行任务，而且还可以发挥女性自身一些独特的优势，可以提高飞行乘组的整体效能。首次安排我国女航天员参加飞行，具有很重要的技术意义和社会意义，是一个标志性的事件。
新使命：手控交会对接充满挑战
神舟八号与天宫一号浪漫的太空之舞实现了中国首次自动交会对接。这一次，神九飞船实现与天宫一号目标飞行器的手控交会对接。2012年6月18日下午2点多，“神舟九号”与“天宫一号”实现自动交会对接；下午5点22分，三位航天员进入“天宫一号”。
既然以自动方式可以顺利完成飞行器的太空对接，为什么还要让神九进行手控对接？载人航天工程总设计师周建平说，从世界载人航天的发展来看，交会对接应该涵盖自动和人工两个方面，二者互为备份，缺一不可。只有自动和人工技术都得到验证，才是实现了完整的交会对接。
从世界范围看，世界各国交会对接情况各有千秋。美国航天飞机的交会对接主要是手控，自动是备份。而前苏联飞船的交会对接则以自动为主，手控作为备份。
人的灵活反应和主观能动性，也给太空中的复杂动作增加了安全系数。自动对接是一种程序控制，响应迅速、控制精准，但是，一旦出现策略方案外的情况，自动系统就显得“无能为力”。“在处置意外状况的时候，人脑比电脑更可靠。”飞船系统总指挥何宇说。
与自动交会对接一样，手控交会对接同样面临风险。高速运动的两个飞行器要通过精准控制实现接触，地面又无法进行一比一的模拟验证。而手控交会对接要求一次成功，“一旦发生碰撞造成对接机构受损，就意味着天宫一号无法再次进行对接。”何宇说。
对接机构，是我国目前为止最复杂的空间机构，难度大可靠性要求高。经过神八飞行验证，方案和产品可靠性都能够满足任务要求。神九和天宫一号将进一步验证国产对接机构的可靠性和安全性。
新天路：天地往返完整成型
神九飞船驶入太空与天宫一号进行交会对接后，航天员将第一次把脚印留在“天宫”。
航天员既是短暂的访客，也是驻留天宫的“主人”。他们将进行天宫与神舟之间的物品转移，还要进行空间医学实验，验证组合体的管理。
“这个过程的实现，将意味着我们具备向在轨运行航天器进行人员运送和物资补给的完整能力。这将是中国载人航天史上具有重大意义的一步。”周建平说。
从神舟一号到神舟七号，中国人实现了把人送入太空的梦想，但当时的飞船还不能算作天地往返的运输工具。神舟八号实现了飞船与在轨运行航天器的交会对接，真正成为运输工具。而神舟九号将通过自动、手动两种交会对接方式，把人送入空间实验室，这，是对飞船作为天地往返运输工具的功能的进一步验证。
从天地之间的往返到飞船与目标飞行器之间的穿梭，神舟九号在茫茫太空中铺就了一条更远更宽阔的路。这条路的那头，连着中国在一个全新平台上走近科学的梦想。
航天员从神舟九号飞船迈向天宫一号目标飞行器的每一步，都充满着未知的喜悦，也面临着风险。
“两个飞行器对接之前，天宫一号与神舟九号的轨道舱的压力不同，要保证航天员的生命安全，就要在对接前调整好压力，保证两舱压力相同。”何宇说，为了保证万无一失，航天员在打开通往天宫的舱门前，还要打开舱门上压力平衡机构的阀门，平衡两舱压力差。
新环境：乘坐越来越舒适
从神舟一号到神舟九号，中国航天人以建造成熟的天地往返载人飞船为目标，对载人飞船进行着持续的完善与改进，与前八艘飞船相比，神舟九号性能更稳定，可靠性更高。
飞船系统副总师李卫介绍说，神舟系列飞船经历了两个阶段。从神舟一号到神舟七号突破和掌握了载人飞行和出舱活动技术后，第二阶段研制目标是使神舟八号、九号、十号突破和掌握交会对接技术，并通过再设计和再优化，使得飞船功能、性能更稳定、更可靠。
基本技术状态一致的神八、神九、神十，与之前飞船相比，仍为轨道舱、返回舱和推进舱三舱构型，重量与外形尺寸与之前相当，主要变化是配备了交会对接相关设备，如对接机构、交会对接敏感器等。为了进行交会对接，飞船的轨道舱增加了前舱门，航天员可以打开舱门进入天宫一号目标飞行器。
被称为“改进型”飞船的神舟八号、九号、十号，进行数据管理和控制的计算机功能更强大，太阳能帆板发电效率更高，回收舱进行了可靠性和安全性的再设计，以进一步确保航天员返回安全。
飞船内部的环境设计也更为人性化，更宜人。轨道舱、返回舱为航天员留出了更多的活动空间，内部布局、装饰、标识以及便于航天员使用的助力装置更整齐、更规范。
仪表与照明也进行了改进：以前采用白炽灯照明的飞船，现在改为更省电量、光照水平更好的LED照明灯，光源的布局上也更均匀、更合理。返回舱的仪表既能实时显示图像，还能实现图像与计算机数据的叠加。“所有改进，都是为了让航天员更安全、更舒适。”李卫说。
北京时间6月29日上午10时许，神舟九号飞船返回舱成功降落在位于内蒙古中部的主着陆场预定区域，航天员景海鹏、刘旺、刘洋平安返回。而迎接他们荣归祖国的是7架陆航直升机、4辆地面搜救车组成的立体搜救团队，当然还有全国亿万民众关注和期盼的目光。在刚刚过去的13天里，他们已经成为一个中华民族在浩渺天宇间奋进的标志性符号，他们协同配合顺利完成手控交会对接、手控分离等高难度空间试验，宣告中国成为世界上第三个完全掌握空间交会对接技术的国家。
中国载人航天工程新闻发言人武平对此评价说，航天员成功实施了神舟九号与天宫一号目标飞行器在太空的手控交会对接，实现了我国空间交会对接技术的又一重大突破，是我们国家载人航天发展第二步战略目标取得的一个重要进展。她用“非常精准”、“非常完美”两个词来称赞手控交会对接的效果。对中国自己培养的航天员的表现，武平称赞他们“训练有素”、“技术娴熟”。她特别高度评价刘洋的优秀表现，她说，刘洋在很短的时间内就适应了太空的失重环境、心理稳定、操作细致，与队友配合默契，主责的空间科学实验工作进展非常顺利，取得了大量宝贵科学实验数据。