A Gemini–3 volt az amerikai Gemini-program első emberes repülése 1965. március 23-án. A Gemini-program fő célja, hogy előkészítse az Apollo-program holdra szállását és kikísérletezze a Hold eléréséhez szükséges eljárásokat. Ennek szellemében a Gemini–3 azzal a céllal indult az űrbe, hogy demonstrálja az űrhajó és a hordozóeszköz alkalmasságát a Mercury-programénál sokkal bonyolultabb és összetettebb feladatok végrehajtására az űrhajó első felszállásán. A repülést hosszú fejlesztési periódus és több ember nélküli teszt előzte meg. A mérnökök a Titan II rakétát választották hordozóeszközként, amely lényegében egyedül volt alkalmas az Egyesült Államok fegyverarzenáljából, hogy egy Gemini méretű és tömegű tárgyat Föld körüli pályára állítson. A tervek között szerepelt, hogy emberszállító űrhajó először végezzen pályamódosítást.
A Deke Slayton vezette Űrhajós Iroda választása Gus Grissom parancsnokra és John Young pilótára – mint a korábban az űrhajó gyártójánál, a McDonnellnél az előkészítésben aktívan részt vevő űrhajósokra esett. Az 1965. március 23-i startot követően a két űrhajós 3 Föld körüli fordulatot tett és sikerrel végezték el a történelem első űrbeli manővereit, ezzel bizonyítva, hogy a Gemini, mint űrhajórendszer alkalmas a későbbi tesztekre, a Hold felé vezető út kitaposására a NASA felé. Apróbb, a küldetést nem befolyásoló hibáktól eltekintve az űrhajó tökéletes küldetést repült és az Atlanti-óceánon kissé elhibázott leszállást hajtott végre. A kitűzött célpontot 69 kilométerrel elvétve, a Gemini–3 viszonylag problémás leszállást mutatott be (az űrhajósok a műszerfalnak csapódtak az ejtőernyő rántásától), de a mentőcsapatok hamar biztonságba helyezték az első Gemini űrhajósokat. A siker utat nyitott a többi Gemini űrhajónak, amelyek repülése által az USA fokozatosan a maga javára fordította később az űrversenyt.
Előzmények
A Mercury-program
Az Amerikai Egyesült Államok Kormánya 1957-ben határozta el, hogy a Nemzetközi Geofizikai Év tudományos programsorozata keretében űreszközt bocsát Föld körüli pályára a világon elsőként, amelyet a nemzetközi sajtóban be is jelentettek. Azonban a kísérletek kudarca, valamint a Szovjetunióban titokban zajló sikeres előkészületek miatt nem ők, hanem a szovjetek bocsátották fel a világ első űreszközét, a Szputnyik–1-et (majd kicsit később a Szputnyik–2-t is, amelyre az USA csak jóval lemaradva tudott válaszolni az Explorer–1 felbocsátásával. Az űreszközök elsőkénti felbocsátásával elindult egy politikai presztízsverseny, amely űrverseny néven vonult be a történelembe, mint a hidegháború egyik fontos csatája. Az amerikaiakat ért politikai presztízsveszteség miatt a kormány emelte a tétet és az első ember világűrbe juttatását tűzte ki célul az újonnan megalakult NASA elé, amely szervezeten belül elindították a Mercury-programot a cél elérésére.
A Mercury-program azonban újabb vereséget hozott az USA és a NASA számára, mivel a szovjetek ismét elorozták az elsőséget előlük Jurij Gagarin 1961. április 12-i Vosztok–1 repülésével. Amerika csak késve és technikai értelemben nem is tudott válaszolni a kihívásra, amikor felbocsátották Alan Shepard Friendship 7 űrhajóját 1961. május 5-én, a teljes értékű válaszra (amikor amerikai űrhajós is ugyanúgy Föld körüli pályán repült, mint Gagarin), egészen 1962. február 20-ig, John Glenn repüléséig kellett várni.
Közben az újabb vereség hatására az új amerikai kormányzat, élén immár John F. Kennedy elnökkel újra emelte a tétet és bejelentették, hogy az USA elsőként fog embert juttatni a Holdra. Azonban erre a Mercury-program nyújtotta technikai alapok édeskevésnek számítottak, az USA-nak hatalmas technológiai és eljárásbeli fejlesztéseket kellett megtennie. A szovjetek legyőzésének politikai céljának elérésére lényegében korlátlan anyagi lehetőségekhez jutott a NASA, ahol a mérnökök felvetették, hogy a csak az ember Föld körüli állítására tervezett, lényegében minimális igényeket kielégítő űrhajó után túl nagy ugrás a holdűrhajó megépítése és a Hold elérésének műveleteinek végrehajtása, így egyszerűbb és célszerűbb a fejlesztési idő alatt elindítani egy másik űrprogramot, amelyben pontosan ezen előirányzott műveletek (űrhajók manőverezése, űrséta, űrrandevú és dokkolás) kísérletezhető ki kisebb anyagi áldozatok árán. A NASA ezen elképzeléstől vezérelve elindította a Gemini-programot, ami az Apollo-program, a Hold elérésének programja előkészítését kapta feladatul. Az 1961-1966 között futó program során minden holdra szálláshoz alapvetően szükséges technikát kikísérleteztek és ennek a programsorozatnak az első emberekkel végzett repülése lett a Gemini–3.
Gemini-1
A Gemini–1 lett a Gemini-program első tesztrepülése 1964. április 8-án. A program a kezdete óta rengeteg viharon, átalakuláson, de sikeren is túl volt. Az utolsó átalakulások még éppen a start előtti hónapban is alaposan átrajzolták a Gemini Programirodát a NASA-n belül. A személyzet Houstonon belül új helyre, egy vadonatúj épületbe (a mai Johnson Űrközpontba) költözött és szervezetileg is átalakult, nevet változtatott, több divíziója tovább osztódott és új feladatokat kapott.
Az előkészületek érintették mind az űrhajót, mind a Titan II hordozórakétát. A repülési program szerint a Gemini–1 repülése hivatalosan 3 Föld körüli fordulatig tartott, ám a végén nem tervezték az űrhajó irányított visszatértét, hanem az néhány nap múlva a légkör természetes fékező hatására visszatért a földre, a légkörbelépés súrlódási hőjének hatására elégett. Ennek elősegítésére a mérnökök négy nagyobb lyukat fúrtak a hőpajzson, hogy az elégést elősegítsék. További módosítás volt, hogy az űrhajósok életfenntartó rendszerét, mint a repülésen szükségtele berendezés együttest nem építették be, hanem a helyére ballaszt súly került, amely a hiányzó műszerek és a személyzet tömegét volt hivatott imitálni. Emellett az űrhajósok üléseit megtöltötték műszerekkel, amelyek különböző paramétereket mértek és továbbítottak a telemetrián keresztül a földi irányításnak. A repülés előtti utolsó simítások a rakétát is érintették, mivel a légierőtől érkező Titan II rakétát sokáig nem tartották elég megbízhatónak. A teszt előtt alapos felülvizsgálaton esett át a rakéta és például a vezetékezésben találtak is olyan rövidzárlatot okozó hibát a második fokozatban (egy kötőelem megsértette a vezeték szigetelését), amelynek nyomán 1500 kötőelemet cseréltek le a siker érdekében.
A Gemini–1 előkészületei a rakéta és az űrhajó integrációs tesztjeivel, majd további próbákkal az összeszerelt űrszerelvényre vonatkozóan, amelynek során folyamatos hibák és azok javítása folytán a lehetséges start dátuma egyre hátrébb tolódott. A kombinált teszt (rendszerfelmérés és szimulált repülés) 1964. március 27-én minden hiba nélkül zajlott le, majd még Cape Kennedy-re érkeztek a Titan II nem repülő, a start során használt alkatrészei amelyek beépítése után megkezdődött a rakéta üzemanyaggal való feltöltése és a mérnökök elvégeztek egy utolsó ún. „nedves felszállási tesztet”. A teszt közben az egyik áramátalakítóból füstöt láttak a mérnökök szivárogni, ezért leállították a tesztet. Bonyolította a helyzetet, hogy az áramátalakítóból nem volt tartalék alkatrész Cape-en. Ezután időjárási probléma késleltette a teszt sikeres lebonyolítását. Végül sikerült megoldani az alkatrészcserét és minden problémát és a teszt sikerrel ért véget (az üzemanyagot leeresztették, mivel a rakéta nem állhatott feltöltve az indítópadon hosszabb ideig), következhetett az éles felbocsátás.
A felszállásra vonatkozó végső döntés egy nappal a felszállás előtt született meg. Ezután elkezdődött a visszaszámlálási folyamat a rakétát ismét repülőkésszé tették. A startra 1964. április 8-án, helyi idő szerint egy másodperccel 11 óra után került sor (16:00:01 UTC). A telemetriai adatok alapján a felbocsátás közel tökéletesre sikeredett. Két és fél perccel azután, hogy elhagyta az indítóállást, a Titan II első fokozatának hajtóanyaga kifogyott (64 kilométer magasságban és 91 kilométerre az indulás helyétől), majd rendben megtörtént a fokozat leválasztása. Öt és fél perc múltán pedig az űrszerelvény 100 kilométerre és 160 kilométer magasan járt már, sebessége pedig 7888 méter volt másodpercenként, a Föld körüli pályára állás rendben lezajlott, a Gemini-1 (a Titan II második fokozatával még mindig csatlakozva) 7 m/s sebességkülönbséggel az előre tervezettől megkezdte keringését. A repülés vezetője „éppen tankönyvszerű repülésként” kommentálta a lezajlott felbocsátást. Az űrhajó ezek után megtette a tervezett Föld körüli fordulatot és amikor a harmadik kör végén ismét Florida fölé ért, az irányítás formálisan is lezárta a repülést. Az előrejelzések szerint még három és fél napig repült a Gemini–1, amit a radar követőállomásokon folyamatosan monitoroztak, ám a startkor keletkezett 7 m/sec túlgyorsítás miatt majdnem 4 nap kellett, mire a légkör lefékezte az űrhajót. Végül a 64. keringés során 1964. április 12-én tért vissza a légkörbe és valahol a déli Atlanti-óceánon, félúton Afrika és Dél-Amerika között szóródtak szét a roncsai a tengeren.
Gemini-2
A Gemini–2 előkészületei késéssel kezdődtek. Előbb a Titan II-t érték problémák: egy második fokozatbeli oxigéntartályt kellett kicserélni, aztán villámcsapás érte a rakétát, majd egy áthaladó hurrikán is lecsapott az indítóállásra, amely átírta a terveket. A nagyobb késések és problémák azonban a Gemini űrhajóval adódtak a McDonnellnél, az űrhajó gyártójánál. Tekintettel arra, hogy a második űrhajó egy minden ízében működőképes változat volt (ellentétben a Gemini-1-gyel, amely inkább volt egy műszerekkel megtöltött „karosszéria”), az előkészítés, beszabályozás és összeszerelés is jóval bonyolultabb volt. Előbb csak a kormányhajtóművek gyártójának a Rocketdyne-nak, majd az üzemanyagcellák gyártójának, a General Electric-nek a késedelmei jelentkeztek, majd a beépítendő alkatrészek sorozatos beépítés előtti tesztproblémái azt vetítették elő, hogy a komplett gyártás utáni rendszertesztek csak 1964 januárjában mehetnek végbe. A Tervezőmérnöki Felülvizsgálatot eredetileg 1963 novemberére tűzték ki, de végül csak 1964. február 12-én tudta megkezdeni a kilenctagú bizottság a munkát a McDonnellnél. A vizsgálat egy hosszú módosítási listát tárt fel (22 kötelező, 4 feltételes és 10 további tanulmányozást igénylőt). A hibajavításokkal kiegészített elsődleges tesztsorozat lassan haladt, egyre hátrébb tolva a lehetséges startdátumot. A másodlagos tesztsorozat csak 1964. július 3-án indulhatott el, felemésztve az egész júliust, majd egészen augusztus közepéig tartott, amikor is Floridában megkezdődött a hurrikánszezon.