thumb|Lancement de Gemini 6A Le programme Gemini est le deuxième programme spatial habité développé par les États-Unis après le programme Mercury. Son objectif est de mettre au point des techniques spatiales qui seront mises en œuvre par le très ambitieux programme Apollo qui doit amener des hommes à la surface de la Lune. Ces techniques que les capsules spatiales Mercury, trop rudimentaires, ne permettaient pas de tester sont notamment les manœuvres orbitales (en particulier le rendez-vous spatial et l'amarrage à un autre engin spatial) et les sorties extravéhiculaires.
Pour remplir ces objectifs, l'agence spatiale américaine, la NASA, développe le vaisseau spatial Gemini. Cet engin biplace dispose de capacités de manœuvre en orbite importantes et, pour la première fois dans le monde de l'astronautique, met en œuvre un ordinateur embarqué et des piles à combustibles pour alimenter celui-ci en énergie. Ce vaisseau est placé en orbite par une fusée Titan, missile balistique intercontinental reconverti en lanceur.
Le développement du programme connait de nombreux problèmes : vibrations (Pogo) du lanceur Titan, mise au point de l'étage cible Agena utilisé pour tester les rendez-vous spatiaux, mise au point des piles à combustibles. Le budget initial triple atteignant plus de 1 milliard US$ (10 milliards US$ 2026). Mais il remplit tous ses objectifs en permettant à la NASA de mettre au point toutes les techniques nécessaires au programme lunaire sans entrainer de décalage de calendrier du programme Apollo.
De 1963 à 1966, dix missions Gemini emportant un équipage sont lancées : celles-ci atteignent tous les objectifs fixés et préparent le triomphe du programme Apollo. Les États-Unis à travers ce programme rattrapent leur retard sur le programme spatial soviétique. Une station spatiale militaire MOL, financée par l'US Air Force, est développée en utilisant la capsule Gemini. Après avoir atteint un stade très avancé (vol sans équipage en 1966), le projet est annulé en 1968.
Contexte
Début de l'ère spatiale
En , les États-Unis et l'Union soviétique annoncent, chacun de leur côté, qu'ils lanceront un satellite artificiel en orbite autour de la Terre dans le cadre des travaux scientifiques prévus pour l'Année géophysique internationale ( – ).. Début 1956, le concepteur de la Semiorka, Sergueï Korolev, réussit à convaincre les dirigeants soviétiques d'utiliser son missile comme lanceur spatial.. À la surprise générale, le , l'Union soviétique est la première à placer en orbite le satellite . L'opinion internationale est fascinée par cet événement, qui semble présager le début d'une nouvelle ère technique et scientifique. C'est un choc pour les responsables et l'opinion publique américains, jusqu'alors persuadés de leur supériorité technique. Les dirigeants soviétiques, d'abord surpris par l'impact de ce lancement, ne tardent pas à comprendre le prestige international que le régime peut retirer des succès de sa politique spatiale ; ils décident de se lancer dans un programme ambitieux..
À la même époque, le programme Vanguard, pendant américain du programme spatial russe lancé tardivement et trop ambitieux, enchaîne les échecs. L'équipe de Wernher von Braun parvient finalement à lancer le premier satellite américain, , le , grâce au lanceur , improvisé à partir d'un missile balistique Redstone. Mais la petite taille de la charge utile, comparée à celle de Spoutnik, semble confirmer l'avance soviétique. Bien que réticent à investir massivement dans le spatial civil, le président américain Dwight D. Eisenhower décide, le , de la création d'une agence spatiale civile, la NASA, qui doit permettre de fédérer les efforts américains pour mieux contrer les réussites soviétiques : la course à l'espace est lancée. La même année voit naître le programme Mercury, qui doit permettre la mise en orbite des premières missions habitées américaines.
Mais les Soviétiques, qui disposent d'une avance importante et d'une fusée fiable pouvant emporter une grosse charge utile, continuent au cours des années suivantes de multiplier les premières : premier être vivant placé en orbite avec la chienne Laïka (), premier satellite à échapper à l'attraction terrestre (), premier satellite à s'écraser sur la Lune (), première photo de la face cachée de la Lune (), premier être vivant à revenir vivant après un séjour dans l'espace (les chiens Belka et Strelka de ), premier survol de Vénus ().
Programme Mercury
Le programme Mercury est le premier programme spatial américain à avoir envoyé un Américain dans l'espace. Il démarre en 1958, quelques mois après la création de l'agence spatiale américaine NASA (). Les objectifs du programme sont de placer un homme en orbite autour de la Terre, d'étudier les effets de l'impesanteur sur l'organisme humain et de mettre au point un système de récupération fiable du véhicule spatial et de son équipage.
Six vols spatiaux habités (et dix-neuf vols sans astronaute) ont lieu entre 1959 et 1963 : deux vols suborbitaux effectués par un lanceur Mercury-Redstone et quatre vols orbitaux réalisés par un lanceur Atlas. La mission Mercury-Redstone 3 () avec à son bord l'astronaute Alan Shepard, premier vol spatial habité américain, parcourt une trajectoire balistique culminant à . Le premier vol orbital a lieu le par Mercury-Atlas 6 (astronaute : John Glenn), qui boucle trois révolutions autour de la Terre. La sixième mission habitée est la plus longue : la capsule de Mercury-Atlas 9 (astronaute : Gordon Cooper) parcourt en environ . Le programme ne connaît aucun échec, malgré des défaillances parfois graves de la capsule Mercury.
La capsule Mercury est un véhicule spatial minimaliste de et de forme conique, conçu pour accueillir un seul astronaute et doté de moteurs d'orientation lui permettant des manœuvres limitées une fois placé en orbite ainsi que de rétrofusées pour sa rentrée dans l'atmosphère. À la base du cône est placé un bouclier thermique constitué d'un matériau ablatif qui permet au vaisseau de résister à la température engendrée par sa rentrée atmosphérique à très grande vitesse dans les couches denses de l'atmosphère. Une tour de sauvetage située au sommet du véhicule doit permettre d'écarter la capsule Mercury en cas de défaillance du lanceur durant la phase propulsée. La récupération du véhicule spatial se fait en pleine mer.
Lancement du programme Apollo
vignette|gauche|Le président Kennedy annonce le lancement du programme devant le Congrès américain, le .
Lorsqu'il arrive au pouvoir, en , le président américain John F. Kennedy est, comme son prédécesseur, peu enclin à donner des moyens importants au programme spatial civil.. Mais le lancement du premier homme dans l'espace par les Soviétiques (Youri Gagarine, ) le convainc de la nécessité de disposer d'un programme spatial ambitieux pour récupérer le prestige international perdu. L'échec du débarquement de la baie des Cochons () destiné à renverser le régime de Fidel Castro installé à Cuba, qui écorne un peu plus l'image des États-Unis auprès des autres nations, contribue également sans doute à son changement de position..
John Kennedy demande à son vice-président Lyndon B. Johnson de lui désigner un objectif qui permettrait aux États-Unis de reprendre le leadership à l'Union soviétique. Parmi les pistes évoquées figurent la création d'un laboratoire spatial dans l'espace et un simple survol lunaire. Le vice-président, qui est un ardent partisan du programme spatial, lui répond que la recherche et l'industrie américaine ont la capacité d'envoyer une mission habitée sur la Lune et lui recommande de retenir cet objectif.. Le , le président annonce devant le Congrès des États-Unis, lors du Special Message to the Congress on Urgent National Needs, le lancement d'un programme qui doit amener des astronautes américains sur le sol lunaire « avant la fin de la décennie ».. Il confirme sa décision dans un autre discours resté célèbre, « », le ..
La proposition du président reçoit un soutien enthousiaste des élus de tous les horizons politiques ainsi que de l'opinion publique, traumatisés par les succès de l'astronautique soviétique.. Le premier budget du nouveau programme baptisé Apollo est voté à l'unanimité par le Sénat américain. Les fonds alloués à la NASA passent de de dollars à de dollars en 1966, année de son budget le plus important (environ ). La NASA, grâce aux qualités manœuvrières de son administrateur James E. Webb, un vieux routier de la politique, peut obtenir chaque année les fonds qu'elle souhaite jusqu'au débarquement sur la Lune, même lorsque le soutien des élus commence à faiblir après 1963. James Webb sait en particulier s'assurer un appui solide auprès du président Lyndon B. Johnson qui a succédé au président Kennedy assassiné en 1963.
Aucun vol orbital américain n'avait encore eu lieu au lancement du programme Apollo. Le seul vol du programme Mercury avait eu lieu trois semaines avant le discours du président Kennedy et fut un simple vol balistique faute de disposer d'une fusée suffisamment puissante. Il fallut attendre la mission Mercury-Atlas 6 du pour que John Glenn devienne le premier astronaute américain à boucler une orbite autour de la Terre. Trois autres vols habités ont lieu et .
Lancement et objectifs du programme Gemini
Alors que la fin du programme Mercury se profile, des aspects importants du vol spatial tels que les rendez-vous spatiaux, qui jouent un rôle central dans le déroulement des missions lunaires du programme Apollo, ne sont toujours pas maîtrisés. La capsule Mercury, monoplace, incapable de changer d'orbite et disposant de très peu d'autonomie, a atteint ses limites. Les dirigeants de la NASA approuvent en le développement d'un programme spatial habité destiné à acquérir ces techniques sans attendre la mise au point sans aucun doute très longue du vaisseau très sophistiqué Apollo qui sera utilisé pour les futures missions lunaires. Ce programme, qui repose sur un vaisseau spatial biplace doté de capacités de manœuvres importantes, est baptisé Gemini (signifiant « jumeaux » en latin) en référence à la constellation des Gémeaux. La société McDonnell Aircraft est sélectionnée en pour la construction de ce vaisseau spatial. Le programme Gemini, qui est rendu public début se voit assigner quatre objectifs :
maîtriser les techniques de localisation, manœuvre et rendez-vous spatial ; mettre au point les techniques permettant de travailler dans l'espace au cours de sorties extravéhiculaires ; perfectionner les méthodes de retour sur Terre des vaisseaux spatiaux et leur atterrissage ; étudier les conséquences de l'apesanteur sur la physiologie humaine au cours de vols de longue durée.
Développement du programme
vignette|Le vaisseau de la mission Gemini 11 est préparé pour son vol.