תוכנית ג'מיני (באנגלית: Gemini) הייתה תוכנית החלל השנייה של ארצות הברית. התוכנית הופעלה על ידי נאס"א בין 1962 ל־1966, כאשר הטיסה המאוישת הראשונה, ג'מיני 3, שוגרה ב־1965. התוכנית כללה עשר טיסות מאוישות במהלכן נלמדו טכניקות שונות שנדרשו עבור תוכנית אפולו, שהנחיתה את האדם הראשון על הירח ב־1969.
בתוכנית ג'מיני בוצעו משימות ארוכות שדימו טיסה אל הירח ובחזרה, בוצעו פעילויות חוץ רכביות ובוצעו תמרונים שונים לפגישה ועגינה בין שתי חלליות בחלל. כל משימות התוכנית שוגרו מנמל החלל קייפ קנוורל שבפלורידה על גבי משגרי טיטן 2-GLV
מטרות התוכנית.
לאחר שתוכנית אפולו הוצגה על ידי נשיא ארצות הברית ג'ון קנדי ב־25 במאי 1961, היה ברור לנאס"א כי יהיה צורך בתוכנית המשך לתוכנית מרקורי, במהלכה יפותחו יכולות טיסה הדרושים לאפולו. שם התוכנית, שהוצג בתחילה כמרקורי סימן 2 ב־7 בדצמבר 1961, שונה לג'מיני ב־3 בינואר 1962. ג'ימני הוא השם הלטיני לקבוצת הכוכבים תאומים, שם שהתאים לעובדה שחלליות הג'מיני נשאו שני אסטרונאוטים יישובים זה לצד זה. סמל קבוצת הכוכבים מופיע בסמל התוכנית.
המטרות המרכזיות בתוכנית היו:
צוות הפיתוח.
תוכנית ג'מיני תוכננה על ידי ג'ים צ'מברלין, שהיה בעברו המפתח הראשי של ה־CF-105 – מטוס היירוט של חברת אוורו קנדה. צ'מברלין הצטרף לנאס"א יחד עם 25 מהנדסים נוספים לאחר שבוטל פיתוח המטוס, והפך לראש המחלקה ההנדסית של צוות משימות החלל שתכננה את תוכנית ג'מיני. הקבלנית הראשית לפיתוח חללית הג'מיני הייתה חברת מקדונל איירקראפט קורפוריישן, שפיתחה גם את חלליות המרקורי.
כמו כן, האסטרונאוט וירג'יל גריסום היה מעורב רבות בפיתוח חללית הג'מיני. בספר "!Gemini" שפורסם ב־1968, לאחר מותו באסון אפולו 1, נכתב כי סיום תוכנית מרקורי, וההבנה כי לא יטוס שוב בחללית מרקורי, הנחו אותו להשקיע את מירב מאמציו בתוכנית ג'מיני.
תוכנית ג'מיני נוהלה על ידי מרכז טיסות החלל המאוישות ביוסטון, טקסס (מאוחר יותר שונה שמו למרכז החלל ג'ונסון), שנוהל הוא על ידי המטה הראשי של נאס"א הממוקם בוושינגטון די. סי.. דר' ג'ורג' מולייר, מנהל שותף בנאס"א לטיסות מאוישות, תפקד כמנהל המפעיל של התוכנית. ויליאם שניידר, סגן מנהל הטיסות המאוישות, היה מנהל המשימה של כל משימות הג'ימני החל מג'מיני 6.
גנטר וונדט היה מהנדס בחברת מקדונל שניהל את ההכנות לשיגור גם בתוכנית מרקורי וגם בתוכנית ג'מיני. צוותו היה אחראי על השלמת הפעולות הסופיות בכן השיגור לפני שיגור המשימה, והוא אישית היה סוגר את פתח החללית מבעד לאסטרונאוטים. בשל כך היה גנטר מוערך מאוד על האסטרונאוטים שפיתחו עמו יחסי קרבה.
חללית הג'מיני.
ב־1961 בחרה נאס"א במקדונל איירקראפט קורפוריישן, החברה שהייתה אחראית על פיתוח חללית המרקורי, שתבנה עבורה גם את חלליות הג'מיני. ב־1963 סופקה חללית הג'מיני הראשונה. החללית הייתה בגובה 5.67 מטרים, בקוטר 3.05 מטרים, ושקלה 3,851 קילוגרם בשיגור. החללית שוגרה למשימתה הראשונה והלא מאוישת ב־8 באפריל 1964 (ג'מיני 1), ולמשימתה המאוישת הראשונה ב־23 במרץ 1965 (ג'מיני 3).
חללית הג'מיני הייתה החללית המאוישת הראשונה שכללה מחשב פנימי (שנקרא Gemini Guidance Computer), שהקל על ניהול וביצוע התמרונים בחלל. בשונה מחללית המרקורי, הג'מיני כללה כיסאות מפלט, מכ"ם ומד אופק מלאכותי.
ההבדל המרכזי ביותר בין חללית המרקורי לחללית הג'מיני היה שכל מערכות חללית המרקורי, מלבד מנועי ההאטה לקראת החדירה, הורכבו בתוך קפסולת החדירה. בחללית הג'מיני לעומת זאת, מערכות ההנעה, הכוח, וקיום החיים הורכבו בתא ציוד ניתק שהורכב באחורי קפסולת החדירה. בכך דמתה חללית הג'מיני לחללית האפולו שגם היא נשאה מערכות אלו בתא שירות ניתק.
בתכנון המקורי, יועדה קפסולת הג'מיני לנחות ביבשה ולא בים, זאת באמצעות כנף רוגלו במקום מצנחים, כך שבעת הנחיתה היה חרטום הקפסולה מופנה קדימה (ולא מעלה) כך שהצוות יכול להנחית את הקפסולה כמו דאון. תכנון זה נזנח לבסוף והמצנחים הוחזרו. בכל זאת, עם נחיתתה במים הייתה הקפסולה מתאזנת כך שבעת חילוצם היו האסטרונאוטים יישובים זקופים (ולא על גבם כמו בשיגור). בצורה זו נחסך השימוש בכריות האוויר ששימשו את קפסולות המרקורי בעת הפגיעה במים.
האנרגיה החשמלית של משימות הג'מיני הראשונות, שנמשכו זמן קצר, סופקה על ידי בטריות. במשימות הארוכות, הפיקו אנרגיה חשמלית באמצעות תאי דלק (הראשונים מסוגם), ששימשו לאחר מכן גם בחלליות האפולו.
בשונה מחללית המרקורי, שלא יכלה להגביה או לשנות את מסלולה, אלא רק את כיוונה, יכלה חללית הג'מיני לשנות גם את מסלולה. החללית תוכננה כך שתוכל לעגון בחללית האג'ינה הרובוטית ששוגרה בנפרד, ואשר כללה מנוע עוצמתי ששימש לביצוע תמרונים גדולים.
חללית האג'ינה.
חללית האג'ינה, שנקראה Agena target vehicle (ובקיצור ATV) הייתה החללית הרובוטית עימה נפגשו ובה עגנו חלליות הג'מיני בעת אימוני המפגשים והעגינה בחלל.
כל חללית אג'ינה כללה מנוע רקטי שנגזר משלב האג'ינה D שנבנה על ידי לוקהיד קורפוריישן, ומסוף עגינה שנבנה על ידי מקדונל. החלליות שוגרו מ־LC-14 מנמל החלל קייפ קנוורל על גבי משגרי אטלס־אג'ינה שנבנו על ידי ג'נרל דיינמיקס.
לאחר שכניסת חללית האג'ינה למסלול אושרה, הייתה משוגרת חללית הג'מיני המאוישת מ־LC-19 שבקייפ קנוורל. לאחר השיגור היו מטיסים האסטרונאוטים את חלליתם אל עבר האג'ינה ועוגנים בה. בעודם מעוגנים זו לזו, היו מבצעות שתי החלליות תמרונים שונים.
חללית נוספת שנקראה Augmented Target Docking Adapter (ובקיצור ATDA) נבנתה אף היא על ידי מקדונל וכללה מסוף עגינה וסילונים רקטיים (דומים לאלו ששימשו את חללית הג'מיני בעת חדירתה לאטמוספירה). חללית זו הייתה קטנה יותר מה־ATV ושימשה כגיבוי לה במקרה ושיגורה נכשל. ה־ATDA לא כללה מערכת הנעה (מלבד הסילונים הרקטיים) אך ניתן היה לעגון בה. ה־ATDA שוגרה פעם אחת על משגר אטלס SLV-3 לאחר שה־ATV של ג'מיני 9A נכשל בשיגור. כאשר נפגשה חללית הג'מיני עם ה־ATDA בחלל לא ניתן היה לעגון בה כיון שחיפוייה לא נפרדו ממנה כראוי.
אסטרונאוטים.
ב־10 המשימות המאוישות בתוכנית שוגרו 16 אסטרונאוטים. שלושה מתוכם היו ותיקי תוכנית מרקורי שנבחרו לאסטרונאוטים באפריל 1959 כחלק מ"שביעיית מרקורי" (קבוצת האסטרונאוטים הראשונה של נאס"א). לקבוצת האסטרונאוטים השנייה, שנבחרה בספטמבר 1962, נבחרו תשעה מועמדים, שכונו "התשעה החדשים" (The New Nine). אליוט סי, אחד מהתשיעיה, שיועד לפקד על משימת ג'מיני 9 ביוני 1966, נהרג בהתרסקות מטוס ב־28 בפברואר אותה שנה. מלבדו, כל שאר הקבוצה טסה בתוכנית ג'מיני. באוקטובר 1963 הכריזה נאס"א על קבוצת האסטרונאוטים השלישית שלה, שכללה 14 אסטרונאוטים, אשר 5 מתוכם טסו בתוכנית. צ'ארלס באסט, אסטרונאוט מהקבוצה השלישית שיועד להיות טייס המשנה של ג'מיני 9, נהרג גם הוא בהתרסקות המטוס עם אליוט סי.
האסטרונאוטים מהקבוצה הראשונה שבחרה נאס"א (ותיקי תוכנית מרקורי – "שביעיית מרקורי"):
האסטרונאוטים מהקבוצה השנייה שבחרה נאס"א ("התשעה החדשים"):
האסטרונאוטים מהקבוצה השלישית שבחרה נאס"א:
בחירת הצוותים.
דיק סלייטון, היחיד מ"שביעיית מרקורי" שלא טס משום שהתגלו אצלו בעיות רפואיות (הוא טס לבסוף במשימת אפולו־סויוז ב־1975), היה מנהל פעולות הצוותים ולכן היה בעל תפקיד מרכזי בבחירת הצוותים. החל מתוכנית ג'מיני הונהג הנוהל שלכל משימה יהיה צוות ראשי וצוות גיבוי, כאשר צוות הגיבוי הופך לצוות ראשי כעבור שלוש משימות. סלייטון תכנן כי מפקדי ארבע המשימות הראשונות יהיו ארבעה מוותיקי תוכנית מרקורי: שפרד, גריסום, שירה וקופר (ג'ון גלן פרש מנאס"א ב־1964 אך טס שוב לחלל ב־1998 במשימת STS-95. סקוט קרפנטר, שהיו שהאשימו אותו בבעיות הנחיתה של אורורה 7, השתתף בפרויקט SEALAB של הצי וקורקע מטיסות ביולי 1964 בעקבות פציעת זרועו בתאונת אופנוע. ודייק סלייטון עצמו היה מקורקע מסיבות רפואיות).
בסוף 1963 בחר סלייטון בשפרד ובסטאפורד כצוות ג'מיני 3, במקדיוויט ובווייט כצוות ג'מיני 4, ובשירה וביאנג כצוות ג'מיני 5 (שיועדה להיות המשימה הראשונה שתיפגש עם חללית האג'ינה בחלל). צוות הגיבוי לג'מיני 3 היו גריסום ובורמן שהוצבו גם כצוות הראשי של משימת ג'מיני 6, שיועדה להיות המשימה הממושכת הראשונה. וקונראד ולוול נבחרו כצוות הגיבוי של ג'מיני 4.
העיכובים בייצור חללית האג'ינה גרמו לשינויים הראשונים בסידור הצוותים: משימתם של שירה ויאנג הפכה לג'מיני 6 (במקום 5), ולכן הם גם הפכו לצוות הגיבוי של שפרד וסטאפורד (ג'מיני 3), והמשימה הממושכת של גריסום ובורמן הפכה לג'מיני 5.
השינוי השני בסידור הצוותים בא לאחר ששפארד חלה במחלת מנייר: גריסום הועבר לפקד על משימת ג'מיני 3, סלייטון החליט כי ליאנג מתאים יותר להיות בן זוגו של גריסום ולכן החליף בין סטאפורד ויאנג, וכי קופר יפקד על משימת ג'מיני 5 הממושכת. לאחר מכן, שוב בגלל בעיות התאמה בין הזוגות, העביר את קונראד להיות טייס המשנה של ג'מיני 5 ואת בורמן הציב כגיבוי למפקד משימת ג'מיני 4 (במקום קונראד). כמו כן הוא הציב את ניל ארמסטרונג ואת אליוט סי כצוות הגיבוי של ג'מיני 5.
השינוי השלישי הגיע לאחר שסלייטון פקפק ביכולותיו הפיזיות של אליוט סי לעמוד בפעילות חוץ רכבית בג'מיני 8, ולכן הפך אותו למפקד משימת ג'מיני 9, והציב את דייוויד סקוט כטייס המשנה של ג'מיני 8 ואת צ'ארלס באסט כטייס המשנה של ג'מיני 9.