Agena-kohdealus
Ensimmäisen GATV:n epäonnistuttua NASA antoi McDonnellille toimeksiannon kehittää Lockheedin Agena-raketin miinus Lockheedin Agena-kohdealuksen varadocking-kohdealus, Augmented Target Docking Adapter (ATDA). Se koostui Geminin telakointikauluksesta ja Gemini Reentry Control System -järjestelmään perustuvasta asennonohjauspropulsiojärjestelmästä. ATDA oli 3,3 m (10,9 jalkaa) pitkä ja sen massa oli 794 kg (1 750 puntaa). ATDA:n yhteensopivuus Atlas-raketin kanssa herätti muutamia kysymyksiä, koska sen massa oli paljon pienempi kuin GATV:n, mikä saattoi sekoittaa kantoraketin aerodynamiikan ja kalibroidut asetukset. Convair kuitenkin vakuutti McDonnellille, ettei se aiheuttaisi teknisiä ongelmia kantoraketin kanssa.
Toinen GATV:n laukaisun epäonnistuminen tapahtui 17. toukokuuta 1966, kun Gemini 9 -astronautit Tom Stafford ja Eugene Cernan istuivat laukaisualustalla odottamassa laukaisua. Atlas-Agena nousi tasaisesti pilviseen taivaaseen ja katosi näkyvistä noin T+50 sekunnin kuluttua. Vähän ennen Booster Engine Cutoffia (BECO) ohjausupseeri ilmoitti menettäneensä yhteyden kantorakettiin.
Telemetria osoitti, että Agenan vaiheistus oli tapahtunut aikataulun mukaisesti T+300 sekunnissa. Agena jatkoi signaalien lähettämistä T+436 sekuntiin asti, jolloin kaikki telemetria loppui. Pilvien taakse kätkeytynyt Atlaksen B-2-moottori kääntyi voimakkaasti oikealle alkaen T+120 sekunnista ja pysyi siinä asennossa, jolloin kantoraketti kääntyi 216° ympäri ja lähti takaisin kohti Cape Kennedyä. Tämä kierto oli tehnyt mahdottomaksi maanpäällisen ohjauksen lukittumisen. Bahaman tutka-asemat seurasivat sen suuntautumista pohjoiseen ja laskeutumista. Ajoneuvon vakaus palautui vähitellen BECO:n jälkeen, mutta se oli kuitenkin kallistunut noin 231° suunnitellulta lentoradaltaan. Molemmat ajoneuvot syöksyivät Atlantin valtamereen 107 meripeninkulman (198 km) päähän. Agenan moottori ei käynnistynyt, koska sopivaa korkeutta ja nopeutta ei ollut saavutettu, mikä esti ohjausjärjestelmää lähettämästä käynnistyskäskyä. Moottorin kardaaninohjauksen menetyksen tarkkaa syytä ei löydetty, mutta telemetria osoitti, että servovahvistimen ulostulokomentosignaalin virtapiirissä tapahtui oikosulku, joka saattoi johtua kryogeenivuodosta työntövoimaosassa. Tätä teoriaa tukivat epätavallisen alhaiset työntövoimaosan lämpötilat, jotka alkoivat T+65 sekunnin kohdalla. Kryogeenisen vuodon lähdettä ei tunnistettu. Lukituksen menetys maassa esti normaalien moottorin sammutussignaalien välittämisen Atlakselle; BECO:n tuotti porrastuksen varakiihtyvyysmittari, SECO:n T+273 sekunnin kohdalla LOX:n ehtymisen vuoksi ja VECO:n ja Agena:n porrastuksen ohjuksen ohjelmointilaitteen tuottamasta varakäskystä. Lennonohjausjärjestelmää lukuun ottamatta kaikki Atlaksen järjestelmät toimivat moitteettomasti.
Vaikka Convair otti vastuun laukaisun epäonnistumisesta, Lockheedin insinöörit ilmaisivat huolensa telemetriatiedoista, jotka viittasivat Agenan servovirheeseen, mikä johti epäilyksiin siitä, olisiko vaihe vielä toiminut moitteettomasti, jos Atlasissa ei olisi ollut toimintahäiriötä. Vian todellinen syy paljastui kuitenkin, kun ilmavoimat julkisti Floridan Melbourne Beachissa sijaitsevien seurantakameroiden ottaman filmin, jossa Atlas oli kaatunut ja menossa alaspäin. Silloin todettiin, että Agenan servon toimintahäiriö johtui Atlaksen ionisoituneen pakokaasujäljen läpi kulkemisesta.
Muutetun Gemini 9A -lennon laukaisu ajoitettiin uudelleen 1. kesäkuuta 1966, jolloin käytettiin ATDA:ta. Telakointisovitinta laukaisun aikana suojannut suojus ei kuitenkaan irronnut laukaisun aikana, koska köydet oli kiinnitetty väärin teipillä. Gemini 9A laukaistiin 3. kesäkuuta, ja kiertoradalla ollessaan miehistö havaitsi, että ATDA:n suojus oli osittain auennut ja Stafford kuvaili sitä ”vihaisen alligaattorin näköiseksi”. Telakoituminen ei ollut mahdollista, mutta sen sijaan harjoiteltiin kohtaamismanööveriä.