12月9日18时45分，经过8个多小时的出舱活动，神舟二十一号乘组航天员张陆、武飞、张洪章密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，圆满完成第一次出舱任务。
10时28分许，航天员张陆打开问天气闸舱舱门，随后出舱。武飞在舱门处，将相关设备和工具传递给舱外作业的张陆，并协助进行设备巡检工作。两名航天员身着的红色和蓝色饰带的飞天舱外服D和E，是首次在出舱活动中投入使用。13时19分，航天员张陆乘机械臂运动至神舟二十号飞船返回舱舷窗附近，对受损部位进行巡检拍照。
15时30分许，航天员武飞出舱，与张陆协同作业。其间，航天员张洪章在天和核心舱内进行支持。航天员在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，顺利完成了神舟二十号飞船返回舱舷窗巡检拍照、空间站空间碎片防护装置安装、温控适配器多层罩更换等任务。
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