Pour pouvoir progresser, il fallait une nouvelle capsule, plus grande (au moins biplace), et vraiment manoeuvrable, c'est à dire capable de rendez-vous, et d'arrimage (ce qui implique au moins de petits changements d'orbite).

On demanda donc au même constructeur que pour Mercury (Mc Donnel) de concevoir cette nouvelle capsule, elle prit le nom de Gemini.

Elle se présente comme une capsule de même type que Mercury, mais plus grande, et liée à une sorte de module de service qui contient les réserves d'oxygène, d'eau, et d'énergie (piles à combustible) pour une autonomie de plus ou moins quinze jours en orbite, ainsi que les moteurs et le carburant nécessaire à la mission.

Cette section arrière (l'espèce de module de service) est un tronc de cône de 3 mètres 05 de diamètre à la base pour 2 mètres 29 de longueur.
L'ensemble pèse 3851 Kg l'habitacle seul pèse 1983 kg.
Au moment du retour, la cabine se sépare du tronc de cône servant de module de service, et rentre seule.

Les capacités de manoeuvre de Gemini ont permis d'expérimenter les techniques de rendez-vous, et d'arrimages essentielles au projet futur de conquête de la lune.

Ci-dessus: le rendez-vous entre Gemini 6, et Gemini 7.

Le rendez-vous est une chose, l'arrimage en est une autre.
Pour maîtriser les techniques d'arrimage, on mis au point une sorte de module (en fait un étage de fusée) appelé Agena, et satellisé séparément auquel Gemini devait pouvoir s'arrimer.

L'Agena était en outre équipé d'un moteur (7t de poussée), pouvant être commandé depuis Gemini après son arrimage, et permettant de porter l'ensemble (Gemnini-Agena) à des altitudes bien plus élevées.

C'est ainsi que Gemini 10 atteint une orbite de 700 Km d'apogée, et Gemini 11 une orbite de 1370 Km d'apogée!!

Agena vu depuis Gemini 10.

Arrimage réalisé.

La fusée type pour le lancement de la capsule Gemini était la Titan II.

Hauteur: plus de 31 mètres; diamètre: 3 mètres 05; masse: 154 tonnes; poussée au décollage: 190 tonnes.
L'étage Agena étant, lui, mis sur orbite par une fusée Atlas.

Hauteur (sans l'étage Agena): 23 mètres; diamètre: 3 mètres 05; masse: 115 tonnes (sans Agena); poussée au décollage: 200 tonnes.