Der seit dem 31.10.2001 mehrfach verschobene Start des nächsten TDRS Satelliten (TDRS-​I bzw. TDRS 9) fand schließlich am 08.03.2002 von Cape Canaveral statt. Unterschiedliche Ansichten von NASA und Boeing, dem Hersteller der zweiten TDRS Generation, zur Performance der letzten gestarteten Satelliten, hatte zu den Verzögerungen geführt. Nun brachte eine Atlas-​IIA den Satelliten zunächst auf eine sehr erdnahe Bahn. Der Start erfolgte mit zwanzig Minuten Verspätung, aber noch innerhalb des recht großen Startfensters. Technische Probleme am Boden und drei US Navy Sikorsky SH-​60 „Sea Hawk“ Hubschrauber in der Flugverbotszone waren für die Verzögerung verantwortlich. Der Start selbst verlief dann aber reibungslos. Die Centaur Oberstufe hob den Satelliten auf einen subsynchronen Transferorbit. Die weiteren Bahnmanöver sollte das General Dynamics R-​4D Triebwerk des Satelliten übernehmen. Doch erste Tests zeigten ein Problem mit der Druckbeaufschlagung eines der vier Treibstofftanks des HS-​601  Satelliten. Da diese Tanks paarweise geschaltet waren, halbierte der Defekt den verfügbaren Treibstoffvorrat. Schließlich wurde aber ein Weg gefunden, das defekte Ventil zu umgehen. Mit einer langwierigen Serie von Bahnmanövern konnte TDRS 9 so doch noch bis zum 30.09.2002 auf eine Synchronbahn angehoben werden. Die verbliebenen Treibstoffreserven sollten noch immer für einen 15-​jährigen Betrieb ausreichen! Von seiner Position über 173,5° West (ab März 2005 64,5° West) stellte TDRS 9 u.a. S-​, Ku– und Ka-​Band Dienste für die Kommunikation von Space Shuttle und ISS bereit. Auch einige Wissenschaftssatelliten und — weniger offen diskutiert — militärische Nutzlasten kommunizierten über die TDRS Flotte. Nach Abschluß der Testphase übernahm die NASA im Jahr 2003 den Satelliten von Boeing und stellte ihn in Dienst.