ATDA na oběžné dráze při pohledu z Gemini 9A

Po selhání prvního GATV pověřila NASA společnost McDonnell vývojem záložního dokovacího cíle bez rakety Lockheed Agena, rozšířeného cílového dokovacího adaptéru (ATDA). Ten se skládal z dokovacího límce Gemini a pohonného systému pro řízení polohy založeného na systému řízení návratu Gemini. ATDA byl 10,9 stopy (3,3 m) dlouhý a měl hmotnost 1 750 liber (794 kg). bylo vzneseno několik otázek ohledně kompatibility ATDA s nosnou raketou Atlas, protože měl mnohem nižší hmotnost než GATV, což mohlo narušit aerodynamiku nosné rakety a její kalibrované nastavení. Společnost Convair však McDonnella ujistila, že s nosnou raketou nebude mít žádné technické problémy.

Druhá porucha při startu GATV nastala 17. května 1966, když astronauti Gemini 9 Tom Stafford a Eugene Cernan seděli na startovací rampě a čekali na start. Raketa Atlas-Agena se hladce vznesla na zataženou oblohu a kolem T+50 sekund zmizela z dohledu. Krátce před vypnutím motoru nosné rakety (Booster Engine Cutoff, BECO) oznámil řídicí důstojník navádění, že ztratil kontakt s nosnou raketou.

Telemetrie ukázala, že ukládání Ageny proběhlo podle plánu v T+300 sekund. Agena pokračovala ve vysílání signálů až do T+436 s, kdy veškerá telemetrie ustala. Skryt za mraky se motor B-2 Atlasu od T+120 sekundy silně vychýlil doprava a zůstal v této poloze fixován, čímž se nosná raketa přetočila o 216° a vrátila se zpět ke Kennedyho mysu. Tato rotace znemožnila pozemní navádění. Radarové stanice na Bahamách ji sledovaly směrem na sever a klesající. Stabilita vozidla byla postupně obnovena po události BECO, nicméně se vychýlilo přibližně o 231° od zamýšlené dráhy letu. Obě vozidla se zřítila do Atlantického oceánu ve vzdálenosti 107 námořních mil (198 km). Motor Ageny se neaktivoval, protože nebyla dosažena správná výška a rychlost, což naváděcímu systému zabránilo vyslat startovací povel. Přesná příčina ztráty ovládání kardanového řízení motoru nebyla zjištěna, telemetrie však naznačila, že v obvodu pro výstupní povelový signál servozesilovače došlo ke zkratu na zem, který mohl být způsoben únikem kryogenních látek v tahové sekci. Tuto teorii potvrzovaly abnormálně nízké teploty v sekci tahu, které začínaly v čase T+65 sekund. Zdroj kryogenního úniku nebyl identifikován. Ztráta zámku na zemi zabránila přenosu normálních signálů vypnutí motoru do Atlasu; BECO bylo generováno záložním akcelerometrem stagingu, SECO v T+273 sekundách v důsledku vyčerpání LOX a VECO a Agena stagingu ze záložního příkazu generovaného programátorem rakety. Kromě systému řízení letu fungovaly všechny systémy Atlasu správně.

Když Convair přijal odpovědnost za selhání startu, inženýři Lockheedu vyjádřili znepokojení nad telemetrickými údaji, které naznačovaly selhání serva v Ageně, což vedlo k pochybnostem, zda by stupeň fungoval správně i v případě, že by Atlas nefungoval. Skutečná příčina selhání však vyšla najevo, když letectvo zveřejnilo film pořízený sledovacími kamerami na Melbourne Beach na Floridě, na němž bylo vidět, jak se Atlas naklání a míří dolů. Poté bylo zjištěno, že porucha serva Ageny byla způsobena průletem přes ionizovanou stopu výfukových plynů Atlasu.

Start modifikované mise Gemini 9A byl přeložen na 1. června 1966 s použitím ATDA. Kvůli špatnému upevnění šňůr lepicí páskou se však nepodařilo oddělit kryt, který chránil dokovací adaptér během startu. Gemini 9A odstartovala 3. června a při pobytu na oběžné dráze posádka zpozorovala, že se kryt ATDA částečně otevřel a podle Staffordova popisu „vypadal jako rozzuřený aligátor“. Dokování nebylo možné, ale místo toho byl nacvičován manévr setkání

.