Pojazd docelowy Agena
Po niepowodzeniu pierwszego GATV, NASA zleciła McDonnellowi opracowanie zapasowego celu dokowania minus rakieta Lockheed Agena, Augmented Target Docking Adapter (ATDA). Składał się on z kołnierza dokującego Gemini i systemu napędowego kontroli położenia opartego na Systemie Kontroli Reentry Gemini. ATDA miał 3,3 m długości i masę 1750 funtów (794 kg). Pojawiło się kilka pytań o kompatybilność ATDA z rakietą Atlas, ponieważ miał on znacznie mniejszą masę niż GATV, co potencjalnie mogło zakłócić aerodynamikę i ustawienia kalibracyjne rakiety nośnej. Convair zapewnił jednak firmę McDonnell, że nie będzie to stanowiło problemu technicznego dla boostera.
Druga awaria GATV miała miejsce 17 maja 1966 roku, kiedy astronauci Gemini 9, Tom Stafford i Eugene Cernan, siedzieli na płycie oczekując na start. Atlas-Agena gładko wzniósł się na zachmurzone niebo, znikając z pola widzenia około T+50 sekund. Na krótko przed wyłączeniem silnika wspomagającego (BECO), oficer kontroli naprowadzania ogłosił, że stracił kontakt z boosterem.
Telemetria wskazywała, że Agena odbyła się zgodnie z planem w czasie T+300 sekund. Agena kontynuowała nadawanie sygnałów do czasu T+436 sekund, kiedy to wszelka telemetria ustała. Ukryty za chmurami silnik B-2 Atlasa przekoziołkował mocno w prawo od T+120 sekundy i pozostał w tej pozycji, obracając rakietę o 216° i wysyłając ją z powrotem w kierunku Przylądka Kennedy’ego. Ten obrót uniemożliwił naprowadzanie na ziemię. Stacje radarowe na Bahamach śledziły rakietę w kierunku północnym i opadającą. Po BECO stopniowo odzyskiwano stabilność pojazdu, jednak odchylił się on o około 231° od zamierzonego toru lotu. Oba pojazdy wpadły do Oceanu Atlantyckiego w odległości 107 mil morskich (198 km). Silnik Ageny nie został uruchomiony, ponieważ nie osiągnięto odpowiedniej wysokości i prędkości, co uniemożliwiło systemowi naprowadzania wysłanie polecenia startu. Chociaż nie znaleziono dokładnej przyczyny utraty kontroli nad kardanem silnika, telemetria wskazała, że doszło do zwarcia z masą w obwodzie sygnału wyjściowego serwo-wzmacniacza, co mogło być spowodowane wyciekiem kriogenicznym w sekcji ciągu. Potwierdzeniem tej teorii były nienormalnie niskie temperatury w sekcji ciągu, zaczynające się w czasie T+65 sekund. Źródło wycieku kriogenicznego nie zostało zidentyfikowane. Utrata blokady na ziemi uniemożliwiła przesłanie do Atlasa normalnych sygnałów wyłączenia silników; BECO został wygenerowany przez zapasowy akcelerometr, SECO w T+273 sekundy z powodu wyczerpania się LOX, a VECO i Agena z zapasowej komendy wygenerowanej przez programator rakiety. Poza systemem kontroli lotu wszystkie systemy Atlasa działały prawidłowo.
Podczas gdy Convair przyjął odpowiedzialność za niepowodzenie startu, inżynierowie Lockheeda wyrazili zaniepokojenie danymi telemetrycznymi, które wskazywały na awarię serwomechanizmów w Agenie, co doprowadziło do wątpliwości, czy stopień nadal działałby prawidłowo, gdyby Atlas nie uległ awarii. Jednak prawdziwa przyczyna awarii wyszła na jaw, gdy Siły Powietrzne opublikowały film wykonany przez kamery śledzące w Melbourne Beach na Florydzie, na którym widać, jak Atlas przechyla się i kieruje w dół. Ustalono wówczas, że awaria serwomechanizmów Ageny została spowodowana przejściem przez zjonizowaną smugę spalin Atlasa.
Zmodyfikowany start misji Gemini 9A został przesunięty na 1 czerwca 1966, z użyciem ATDA. Jednak osłona, która chroniła adapter dokujący podczas startu, nie zdołała się oddzielić z powodu nieprawidłowego zamocowania taśmą klejącą smyczy. Gemini 9A został wystrzelony 3 czerwca, a gdy był już na orbicie, załoga zauważyła, że osłona ATDA częściowo się otworzyła i Stafford opisał ją jako „wyglądającą jak wściekły aligator”. Dokowanie nie było możliwe, ale zamiast tego przećwiczono manewr rendez-vous.