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6月18日14点14分，天宫一号目标飞行器与神舟九号载人飞船成功实现自动交会对接。17点06分，航天员景海鹏成功开启天宫一号实验舱舱门。我国航天员首次访问在轨飞行器获得圆满成功。
在中国航天科技集团公司飞控试验队员的精确控制下，神九经过远距离导引段变轨，于上午11点47分转入自主控制状态。经寻的段自主脉冲控制，于12点41分抵达距天宫一号正后方约5000米停泊点。之后，神九以自主导引控制方式逐渐向天宫一号靠近。
14点01分，神九飞抵距天宫30米停泊点，北京航天飞行控制中心对对接准备状态进行最终确认。随后，神九以每秒约0.2米的相对速度向天宫一号缓缓靠拢。
14点07分，神九与天宫一号对接环轻轻接触，经过捕获、缓冲与校正、拉回、锁紧等技术动作，两者建立刚性连接，形成组合体。
自动交会对接实施期间，航天员景海鹏、刘旺、刘洋在神九返回舱值守。3名航天员身着舱内航天服，神情镇定地密切监视着飞船仪表盘上的各类数据和对接过程，认真执行各种指令发送操作，并通过天地通信系统，迅速准确地向地面报告交会对接实施情况。
自动交会对接完成后，根据任务安排，航天员要完成穿舱动作。在完成各项准备后，景海鹏于16点05分顺利开启飞船轨道舱舱门，进入对接通道。在刘旺的密切协助下，景海鹏成功打开天宫一号实验舱舱门，17点06分，以漂浮状态顺利进入天宫一号实验舱。刘旺、刘洋也随后进入天宫一号实验舱，3名航天员一起面对镜头，向全国人民挥手致意，胜利的喜悦洋溢在脸上。
据介绍，此次交会对接在阳照区进行，交会测量设备特别是光学测量设备在光照条件下的功能性能得到考核检验。组合体在轨运行期间，天宫一号负责组合体控制与管理，3名航天员在天宫一号工作和休息，在飞船轨道舱就餐。按照任务计划安排，3名航天员将在天宫一号内开展相关空间科学实验和技术试验。 | 
