De ATDA in een baan om de aarde gezien vanaf Gemini 9A

Na de mislukking van de eerste GATV, gaf NASA McDonnell de opdracht om een reserve docking doel te ontwikkelen minus de Lockheed Agena raket, de Augmented Target Docking Adapter (ATDA). Deze bestond uit de Gemini dokking kraag en een standregeling voortstuwingssysteem gebaseerd op het Gemini Reentry Control System. De ATDA was 3,3 m lang, met een massa van 794 kg. Er werden enkele vragen gesteld over de compatibiliteit van de ATDA met de Atlas booster, aangezien deze een veel lagere massa had dan de GATV, waardoor de aerodynamica en de gekalibreerde instellingen van de draagraket mogelijk zouden kunnen worden verstoord. Convair verzekerde McDonnell echter dat het geen technische problemen zou opleveren met de booster.

Een tweede GATV-lanceringsfout deed zich voor op 17 mei 1966, toen Gemini 9-astronauten Tom Stafford en Eugene Cernan op hun lanceerplatform zaten te wachten op lancering. De Atlas-Agena steeg soepel op in een bewolkte lucht en verdween uit het zicht rond T+50 seconden. Kort voor de Booster Engine Cutoff (BECO), kondigde de guidance control officer aan dat hij het contact met de booster had verloren.

Telemetrie gaf aan dat de Agena staging volgens schema had plaatsgevonden op T+300 seconden. De Agena bleef signalen uitzenden tot T+436 seconden, toen alle telemetrie stopte. Verborgen achter de wolken maakte de B-2 motor van de Atlas vanaf T+120 seconden een harde draai naar rechts en bleef in die positie staan, waardoor de lanceervoertuig 216° omdraaide en het terug naar Cape Kennedy stuurde. Deze rotatie maakte het onmogelijk voor de grondbesturing om te volgen. Radarstations op de Bahamas volgden het naar het noorden en daalde. De stabiliteit van het voertuig werd geleidelijk hersteld na de BECO, maar het was ongeveer 231° gedraaid ten opzichte van het geplande vluchtpad. Beide voertuigen stortten 107 zeemijlen (198 km) naar beneden in de Atlantische Oceaan. De motor van de Agena werd niet geactiveerd omdat de juiste hoogte en snelheid niet waren bereikt, waardoor het geleidingssysteem het startcommando niet kon verzenden. Hoewel de exacte oorzaak van het verlies van de gimbal controle over de motor niet werd gevonden, gaf de telemetrie aan dat er een kortsluiting was opgetreden in het circuit voor het uitgangssignaal van de servoversterker, wat veroorzaakt kan zijn door cryogene lekkage in de stuwkrachtsectie. Deze theorie werd onderbouwd door abnormaal lage temperaturen in de stuwstraalsectie vanaf T+65 seconden. De bron van de cryogene lekkage werd niet geïdentificeerd. Door het verlies van de lock op de grond konden de normale motorstopsignalen niet naar de Atlas worden verzonden; BECO werd gegenereerd door de reserve versnellingsmeter, SECO op T+273 seconden als gevolg van LOX-depletie, en VECO en Agena staging van een back-up commando gegenereerd door de raketprogrammeur. Afgezien van het vluchtbesturingssysteem functioneerden alle Atlas-systemen naar behoren.

Terwijl Convair de verantwoordelijkheid voor de mislukking van de lancering aanvaardde, uitten ingenieurs van Lockheed hun bezorgdheid over telemetriegegevens die wezen op een servofout in de Agena, wat leidde tot twijfel over de vraag of de trap nog naar behoren zou hebben gefunctioneerd als de Atlas niet had gefunctioneerd. De werkelijke oorzaak van het falen kwam echter aan het licht toen de luchtmacht filmopnamen vrijgaf die waren gemaakt door volgcamera’s in Melbourne Beach, Florida, waarop te zien was hoe de Atlas kantelde en naar beneden koerste. Men stelde toen vast dat de storing in de servo van de Agena was veroorzaakt door het passeren van het geïoniseerde uitlaatspoor van de Atlas.

De Gemini 9A aangepaste missielancering werd opnieuw gepland voor 1 juni 1966, waarbij de ATDA werd gebruikt. Echter, de kap die de koppelingsadapter beschermde tijdens de lancering lukte niet, omdat de lanyards niet goed waren vastgezet met plakband. Gemini 9A werd gelanceerd op 3 juni en toen de bemanning in een baan om de aarde was, zag de bemanning dat het omhulsel van de ATDA gedeeltelijk was geopend en door Stafford werd omschreven als “lijkend op een boze alligator”. Docking was niet mogelijk, maar de rendez-vous manoeuvre werd in plaats daarvan geoefend.