在加加林纪念日前出发
2011年4月4日22时18分，联盟TMA-21载人飞船（Soyuz TMA-21）从哈萨克斯坦拜科努尔升空。本文除另行标明外采用协调世界时（UTC）；发射场当地已是4月5日4时18分。飞船被称作“加加林”，发射台也是尤里·加加林在1961年4月12日首次进入太空时使用的地点。
三名乘员是俄罗斯宇航员亚历山大·萨莫库佳耶夫（Alexander Samokutyaev）、安德烈·鲍里先科（Andrey Borisenko），以及美国宇航员罗恩·加兰（Ron Garan）。萨莫库佳耶夫担任联盟飞船指令长。两名俄罗斯乘员都是首次飞行，加兰则曾在2008年参加航天飞机任务；他们将在空间站接续第27、28次长期驻留任务。
一艘飞船的三部分
联盟TMA型由轨道舱、返回舱和仪器推进舱组成。轨道舱提供自由飞行时的活动空间，前端装有对接装置和舱门；返回舱容纳乘员、操纵设备和着陆系统；仪器推进舱承担供电、热控及轨道机动。返地时只有返回舱完整落地，另外两部分在分离后进入大气层烧毁。
这套设计使联盟既是交通工具，也是在轨应急撤离的保障。返回舱内按乘员身体定制的座垫帮助承受着陆冲击，飞船留站期间仍须检查状态。发射和交会由地面测控系统跟踪，自动接近空间站时，莫斯科附近的任务控制中心监视过程，乘员保有人工干预能力。
参考：[1]
对接之后进入驻留工作
入轨后，飞船展开天线和太阳能电池翼，经过两天的轨道调整，于4月6日23时09分与空间站的“探索”号小型研究舱（Poisk）对接。欧洲空间局报告采用中欧夏令时，记作4月7日1时09分。连接处通过检漏后才打开舱门，乘员接受安全说明，并开始转运优先货物。
空间站由此恢复六人工作编制。联盟TMA-21乘员加入德米特里·孔德拉季耶夫、凯瑟琳·科尔曼和保罗·内斯波利所在的第27次长期驻留队。5月23日，联盟TMA-20带走原有三人，第28次长期驻留任务开始，鲍里先科接任空间站指令长；TMA-21仍停靠在站，等待萨莫库佳耶夫、鲍里先科和加兰返航。
科研依赖日常维护与舱外作业
科研工作穿插在设备维护和补给接收之间。4月8日，加兰在“哥伦布”实验舱调整摄像机，并为水泵组件安装排除水路气体的装置。9月12日，他又清洁并装回微重力科学手套箱的风扇过滤器。手套箱提供封闭、可控的实验环境，这些维护是让流体、材料等实验继续运行的具体条件。
长期驻留还包括舱外作业。7月12日，加兰与迈克尔·福苏姆（Mike Fossum）进行六小时三十一分钟太空行走，相关工作包括回收失效的泵和安装机器人实验。8月3日，萨莫库佳耶夫与谢尔盖·沃尔科夫（Sergei Volkov）出舱六小时二十三分钟，执行激光通信系统、外部科学样品和教育用微型卫星等任务。
返航前的检查与交接
原定9月8日的返回因8月24日“进步”44货运飞船损失而推迟。等待期间，乘员继续准备返航。9月13日，三人在返回舱内复习下降、应急处置和人工脱离程序；地面与俄方乘员还检查了运动控制系统、平移手柄和制动发动机。实验载荷及样品装进返回舱，需要丢弃的货物则放入轨道舱。
9月14日，鲍里先科与福苏姆签署指挥权交接文书，随后举行仪式。交接并不立即结束第28次长期驻留任务，其正式终点是离任指令长所乘飞船脱离空间站。对联盟乘员而言，关闭舱门、检漏、脱离、制动和再入，仍是必须逐项完成的后续步骤。
脱离、着陆与任务结束
9月16日约0时38分，联盟TMA-21脱离“探索”号，第29次长期驻留任务随之开始。约3时05分，飞船进行持续四分二十秒的离轨制动；随后分舱、再入并展开降落伞。约4时，即哈萨克斯坦当地上午10时，返回舱着陆，三名乘员结束了约164天的太空飞行。
救援人员接回乘员，他们先乘直升机前往卡拉干达，再分别赴俄罗斯星城和休斯敦。TMA-21把人员送到空间站、为驻留期间保留返航工具，最后带人和科研样品回到地面。它所参与的半年也跨过航天飞机退役：空间站继续运转，需要载人往返、货运补给、地面控制和在轨维护彼此接续。