ATDA i omloppsbana sett från Gemini 9A

Efter misslyckandet med den första GATV:n gav Nasa McDonnell i uppdrag att utveckla ett reservdockningsmål minus Lockheed Agena-raketen, Augmented Target Docking Adapter (ATDA). Denna bestod av Geminis dockningskrage och ett attitydreglerande framdrivningssystem baserat på Gemini Reentry Control System. ATDA var 3,3 m lång och hade en massa på 794 kg. Några frågor väcktes om ATDA:s kompatibilitet med Atlas-boostern, eftersom den hade en mycket lägre massa än GATV, vilket eventuellt skulle kunna rubba bärrakets aerodynamik och kalibrerade inställningar. Convair försäkrade dock McDonnell om att den inte skulle innebära några tekniska problem med boostern.

Ett andra uppskjutningsmisslyckande med GATV inträffade den 17 maj 1966, när Gemini 9-astronauterna Tom Stafford och Eugene Cernan satt på sin plattform i väntan på uppskjutning. Atlas-Agena-flygplanet lyfte smidigt mot en molnig himmel och försvann från synfältet runt T+50 sekunder. Strax före Booster Engine Cutoff (BECO) meddelade styrningskontrollanten att han hade förlorat kontakten med boostern.

Telemetrin visade att Agena-stegningen hade ägt rum som planerat vid T+300 sekunder. Agena fortsatte att sända signaler fram till T+436 sekunder, då all telemetri upphörde. Gömd bakom moln gimbaliserade Atlas B-2-motorn hårt åt höger med början vid T+120 sekunder och förblev fast i den positionen, vilket vände bärraketen 216° runt och skickade den tillbaka mot Cape Kennedy. Denna rotation hade gjort det omöjligt för markstyrningen att låsa fast sig. Radarstationer i Bahamas följde den på väg mot norr och på väg nedåt. Efter BECO återfanns fordonets stabilitet gradvis, men det hade dock vänt ungefär 231° från den avsedda flygbanan. Båda fordonen störtade ner i Atlanten 107 nautiska mil (198 km) längre ner på banan. Agenas motor aktiverades inte eftersom den rätta höjden och hastigheten inte hade uppnåtts, vilket hindrade styrsystemet från att sända startkommandot. Den exakta orsaken till att motorns gimbalstyrning gick förlorad hittades inte, men telemetrin visade att en kortslutning mot jord inträffade i kretsen för servoförstärkarens utgångskommandosignal, vilket kan ha orsakats av ett kryogenläckage i drivsektionen. Denna teori underbyggdes av onormalt låga temperaturer i drivsektionen som började vid T+65 sekunder. Källan till det kryogena läckaget identifierades inte. Förlusten av låsningen på marken förhindrade att normala motoravstängningssignaler överfördes till Atlas; BECO genererades av reservaccelerometern för stagning, SECO vid T+273 sekunder på grund av LOX-förbrukningen, och VECO och Agena staging från ett reservkommando som genererades av missilprogrammeraren. Bortsett från flygkontrollsystemet fungerade alla Atlas-system korrekt.

Samtidigt som Convair tog på sig ansvaret för uppskjutningsfelet uttryckte Lockheeds ingenjörer oro över telemetridata som visade på ett servofel i Agena, vilket ledde till tvivel om huruvida steget fortfarande skulle ha fungerat korrekt om Atlas inte hade haft fel. Den verkliga orsaken till misslyckandet framkom dock när flygvapnet släppte film från spårningskameror vid Melbourne Beach, Florida, som visade hur Atlas tippade över och var på väg nedåt. Det fastställdes då att felet på Agenas servo orsakades av att den passerade genom Atlas joniserade avgasspår.

Den modifierade uppskjutningen av Gemini 9A-uppdraget omplanerades till den 1 juni 1966, med hjälp av ATDA. Den hölje som skyddade dockningsadaptern under uppskjutningen misslyckades med att separera, vilket berodde på att linjebanden var felaktigt fastsatta med tejp. Gemini 9A sköts upp den 3 juni, och när besättningen befann sig i omloppsbana observerade de att ATDA:s skydd delvis hade öppnats och beskrevs av Stafford som ”att det såg ut som en arg alligator”. Det var inte möjligt att docka, men i stället övades rendezvousmanövern.