Apollo 9
Điểm nhấn sứ mệnh > Ngày thứ nhất đến ngày thứ năm (3–7 tháng 3)

Ban đầu, sứ mệnh được lên lịch phóng vào ngày 28 tháng 2 năm 1969. Tuy nhiên, quá trình cất cánh của Apollo 9 đã bị trì hoãn do cả ba phi hành gia đều đang mắc cảm lạnh, và NASA cũng không muốn mạo hiểm do e ngại ảnh hưởng đến nhiệm vụ. Các ca làm việc phải luân phiên suốt ngày đêm để đảm bảo tàu vũ trụ luôn sẵn sàng; sự chậm trễ này đã gây thiệt hại 500.000 đô la Mỹ. 11:00:00 EST (16:00:00 GMT) ngày 3 tháng 3, tên lửa phóng lên từ KSC. Thời điểm này vẫn còn nằm trong khung thời gian phóng, vốn có thể kéo dài thêm ba tiếng rưỡi. Có mặt trong phòng điều khiển đốt cháy là Phó Tổng thống Spiro Agnew, thay mặt cho tân chính quyền của Nixon.
McDivitt cho biết chuyến bay diễn ra suôn sẻ trong quá trình phóng, mặc dù có một số rung động và các phi hành gia đã bất ngờ vì bị xô về phía trước lúc tầng thứ nhất của Saturn V ngừng hoạt động, trước khi tầng thứ hai tiếp quản và đẩy họ trở lại ghế dài. Mỗi hai tầng đầu tiên đều có hiệu suất hơi kém; sự thiếu hụt này ít nhiều được bù đắp bởi tầng thứ ba S-IVB. Khi tầng thứ ba tách ra lúc 00:11:04,7 trong sứ mệnh, Apollo 9 đã đi vào quỹ đạo đậu (parking orbit) 102,3 nhân 103,9 dặm (164,6 nhân 167,2 km).
Nhiệm vụ quan trọng đầu tiên trên quỹ đạo của phi hành đoàn là tách CSM khỏi S-IVB lúc 02:41:16, tiếp đến tìm cách quay đầu lại và ghép nối với LM – đang nằm ở phía cuối tầng S-IVB – sau đó tổ hợp tàu vũ trụ sẽ tách khỏi tên lửa. Nếu thất bại trong việc thực hiện thao tác ghép nối như vậy, cuộc đổ bộ xuống Mặt Trăng sẽ không thể diễn ra. Scott có trách nhiệm lái CSM và ông đã thực hiện thành công việc ghép nối, cho thấy kết cấu ghép nối probe-and-drogue hoạt động một cách chính xác. Sau khi McDivitt và Schweickart kiểm tra đường hầm nối CM và LM, tổ hợp tàu vũ trụ tách khỏi S-IVB. Nhiệm vụ tiếp theo là chứng minh rằng hai phi thuyền đã ghép nối có thể được điều khiển bằng một động cơ. Quá trình đốt cháy kéo dài năm giây diễn ra lúc 05:59.01,1 bằng động cơ service propulsion system (SPS) của SM. Scott sau đó vui mừng báo cáo rằng LM vẫn còn ở nguyên vị trí. Kế tiếp, S-IVB được khởi động lại một lần nữa và đi vào quỹ đạo quanh Mặt Trời.
Từ 09:00:00 đến 19:30:00 là thời gian ngủ theo kế hoạch. Các phi hành gia tuy ngủ ngon nhưng họ phàn nàn rằng mình đã bị đánh thức bởi những đường truyền tiếng nước ngoài. Scott đưa ra giả thuyết chúng có thể là tiếng Trung Quốc. Điểm nhấn của ngày thứ hai trên quỹ đạo (4 tháng 3) là ba lần đốt cháy SPS. Lần đốt cháy đầu tiên diễn ra vào 22:12:04,1, kéo dài trong 110 giây và bao gồm việc "gimbaling" động cơ để kiểm tra xem hệ thống tự lái có thể làm giảm dao động phát sinh hay không – điều mà nó đã làm được chỉ trong vòng năm giây. Theo sau là hai lần đốt cháy SPS, làm giảm tải trọng nhiên liệu của SM. Phi thuyền và động cơ đã vượt qua mọi bài kiểm tra, đôi khi còn tỏ ra mạnh mẽ hơn mong đợi. Về sau vào năm 1972, khả năng của CSM trong việc duy trì sự ổn định khi động cơ đang được xoay chính là nguyên do mà McDivitt, lúc đó đang là quản lý của Chương trình Tàu vũ trụ Apollo, chấp thuận cho tiếp tục Apollo 16 dù CSM của nó đã gặp phải sự cố xoay không ổn định sau khi tách khỏi LM trên quỹ đạo Mặt Trăng.
Kế hoạch bay cho ngày thứ ba trên không gian là chỉ huy và phi công mô-đun Mặt Trăng sẽ đi vào LM nhằm kiểm tra các hệ thống và sử dụng động cơ hạ cánh của nó để di chuyển toàn bộ tàu vũ trụ. Động cơ hạ cánh đóng vai trò là hệ thống dự phòng cho SPS; khả năng sử dụng được nó theo cách này về sau sẽ rất quan trọng trên Apollo 13. Kế hoạch bay bị đặt dấu chấm hỏi khi Schweickart, đang bị hội chứng say không gian (space sickness), nôn mửa, trong khi McDivitt cũng cảm thấy buồn nôn. Tuy đã cố tránh những chuyển động vật lý đột ngột, họ vẫn cảm thấy khó chịu do những động tác vặn vẹo để mặc vào bộ đồ du hành vũ trụ nhằm kiểm tra trên LM. Kinh nghiệm này sẽ giúp các bác sĩ tìm hiểu đủ về căn bệnh để phòng tránh cho phi hành gia khi hạ cánh xuống Mặt Trăng, nhưng vào thời điểm đó, Schweickart lo ngại việc nôn mửa của ông có thể đe dọa mục tiêu chương trình. Cuối cùng, họ vẫn đủ sức khỏe để tiếp tục kế hoạch còn lại của ngày và bước vào LM, qua đó lần đầu tiên thực hiện thuyên chuyển giữa các phương tiện trong chương trình không gian của Hoa Kỳ, đánh dấu lần chuyển đổi đầu tiên không cần đi bộ ngoài vũ trụ như các phi hành gia Liên Xô ngày trước. Cửa sập sau đó đóng lại, dù các mô-đun vẫn đang ghép nối, cho thấy hệ thống liên lạc và hỗ trợ sự sống của Spider sẽ hoạt động tách biệt với Gumdrop. Theo lệnh, các chân hạ cánh bật vào vị trí mà chúng sẽ đảm nhận để đáp xuống Mặt Trăng.
Bên trong LM, Schweickart lại tiếp tục nôn mửa, khiến McDivitt phải yêu cầu một kênh liên lạc riêng tới các bác sĩ ở Houston. Phi hành đoàn không báo cáo giai đoạn đầu tiên với mặt đất vì bản chất ngắn gọn của nó, và khi phương tiện truyền thông biết được những gì xảy ra với Schweickart, đã có "những ảnh hưởng và hàng loạt câu chuyện không mấy thân thiện". Họ hoàn thành kiểm tra LM, bao gồm khởi động thành công động cơ hạ cánh, rồi đưa Scott về lại Gumdrop. Quá trình đốt cháy kéo dài 367 giây và mô phỏng mô hình van tiết lưu (throttle pattern) được sử dụng trong quá trình hạ cánh xuống Mặt Trăng. Sau khi các phi hành gia quay trở lại, lần đốt cháy SPS thứ năm được tiến hành, mục đích nhằm định hình quỹ đạo của Apollo 9 để chuẩn bị cho cuộc hẹn. Sự kiện này diễn ra lúc 54:26:12,3, nâng quỹ đạo của tàu lên 142 nhân 149 dặm (229 nhân 240 km).
Chương trình của ngày thứ tư (6 tháng 3) là Schweickart sẽ rời khỏi cửa sập trên LM và đi dọc bên ngoài tàu vũ trụ đến cửa sập CM, nơi Scott đứng túc trực để hỗ trợ, từ đó chứng tỏ quá trình này có thể thực hiện được trong trường hợp khẩn cấp. Schweickart mang theo ba lô hỗ trợ sự sống, thiết bị cần thiết cho các chuyến EVA trên bề mặt Mặt Trăng về sau. Đây là EVA duy nhất được lên kế hoạch trước khi thực hiện cuộc đổ bộ lên vệ tinh tự nhiên của Trái Đất, do đó cũng là cơ hội duy nhất để thử nghiệm PLSS trong vũ trụ. Ban đầu, McDivitt hủy bỏ chuyến EVA do tình trạng của Schweickart, nhưng vì viên phi công mô-đun Mặt Trăng đã cảm thấy khá hơn, ông quyết định cho phép Schweickart rời LM; khi ra ngoài, Schweickart có thể di chuyển xung quanh bề mặt của LM bằng cách sử dụng tay nắm. Scott thì đứng trong cửa sập CM; cả hai phi hành gia chụp ảnh lẫn nhau và thu lại các thí nghiệm từ bên ngoài tàu vũ trụ. Schweickart cảm thấy việc di chuyển dễ dàng hơn so với trong quá trình mô phỏng; cả ông và Scott đều tự tin rằng Schweickart có thể hoàn thành việc luân chuyển ở bên ngoài nếu được yêu cầu, nhưng họ xem điều đó là không cần thiết. Trong chuyến EVA, Schweickart đã sử dụng tín hiệu gọi "Red Rover", ám chỉ đến màu tóc ("red" là "đỏ") của ông.
Ngày 7 tháng 3, hay ngày thứ năm của sứ mệnh, là thời điểm diễn ra "sự kiện then chốt của toàn bộ nhiệm vụ: sự tách rời và gặp nhau giữa mô-đun Mặt Trăng và mô-đun chỉ huy". Mô-đun Mặt Trăng này không có khả năng mang phi hành gia trở lại Trái Đất; đây là lần đầu tiên các nhà du hành vũ trụ bay trên một phương tiện không thể đưa họ về nhà. McDivitt và Schweickart đã vào LM từ sớm mà không cần đội mũ bảo hiểm và găng tay – với sự cho phép của kiểm soát chuyến bay – giúp việc thiết lập LM trở nên dễ dàng hơn. Khi Scott từ bên trong Gumdrop nhấn nút để tách LM, nó đã bị vướng trên chốt ở cuối ống dò ghép nối, khiến ông phải nhấn nút lần nữa và Spider được thả ra. Sau khi dành khoảng 45 phút gần Gumdrop, Spider đi vào quỹ đạo cao hơn một chút, nghĩa là hai tàu sẽ tách nhau ra theo thời gian, với Gumdrop bay ở phía trước. Trong những giờ tiếp theo, McDivitt khởi động động cơ hạ cánh của LM ở nhiều chế độ van tiết lưu khác nhau; đến cuối ngày, LM đã được thử nghiệm bay một cách toàn diện. Ở khoảng cách 115 dặm (185 km), Spider khai hỏa để hạ thấp quỹ đạo và loại bỏ tầng hạ cánh, từ đó bắt đầu đuổi kịp Gumdrop, một quá trình mà sẽ mất hơn hai giờ.
Quá trình tiếp cận và gặp nhau đã được tiến hành sao cho giống nhất có thể với kế hoạch của các sứ mệnh Mặt Trăng. Để chứng minh rằng cả hai tàu đều có thể thực hiện cuộc hẹn, Spider sẽ là bên chủ động trong lần diễn tập này. McDivitt đưa Spider lại gần Gumdrop, sau đó điều khiển LM để Scott xem xét từng mặt nhằm kiểm tra hư hỏng trên phương tiện. Kế tiếp, McDivitt ghép nối con tàu. Do bị chói bởi ánh sáng Mặt Trời nên viên chỉ huy đã gặp khó khăn khi thực hiện thao tác này và phải nhờ đến sự hướng dẫn của Scott. Trong các nhiệm vụ về sau, công việc ghép nối hai tàu vũ trụ trên quỹ đạo Mặt Trăng sẽ do phi công mô-đun chỉ huy đảm nhiệm. Sau khi McDivitt và Schweickart trở về Gumdrop, Spider bị loại bỏ. Động cơ của nó được Kiểm soát Sứ mệnh kích hoạt từ xa để làm cạn kiệt nhiên liệu như một phần của quá trình thử nghiệm sâu hơn, mô phỏng giai đoạn bay lên của một tầng cất cánh từ bề mặt Mặt Trăng. Việc khai hỏa động cơ nâng Spider lên quỹ đạo có điểm viễn địa hơn 3.700 hải lý (6.900 km; 4.300 mi). Hệ thống quan trọng duy nhất chưa được thử nghiệm đầy đủ của mô-đun Mặt Trăng là radar hạ cánh do không thể tiến hành trên quỹ đạo Trái Đất.