18 июля 1966 года стартовал «Джемини-10», на его борту находились Джон Янг и Майкл Коллинз. Полет тоже не обошелся без приключений, однако на этот раз удалось не только состыковаться с новой «Адженой», но и сблизиться со старой (той, которая подвела Нила Армстронга). Выйдя в открытый космос, Майк Коллинз перелетел с корабля на мишень и снял с нее научное оборудование, которое четыре месяца находилось в космосе, – грандиозное достижение по тем временам!
Рекордным стал и полет «Джемини-11» в сентябре 1966 года. В ходе миссии отрабатывалась процедура аварийной эвакуации астронавтов с Луны. Поэтому корабль должен был взлететь так, чтобы на первом витке сблизиться с мишенью и с ходу пристыковаться к ней. Астронавты Чарльз Конрад и Ричард Гордон все это с блеском проделали. После серии стыковок-расстыковок с мишенью они изменили орбиту корабля так, что апогей поднялся на высоту до 1369 километров. Понятно, что при этом он вошел в радиационный пояс, влияние которого необходимо было изучить перед началом полетов на Луну. Надо сказать, что ни советские, ни современные российские космонавты никогда не поднимались так высоко над Землей: экипаж «Джемини-11» установил рекорд, который сумели побить только астронавты кораблей «Аполлон».
И еще одна уникальная операция была реализована в том полете: соединенные тросом корабль и мишень «Аджена» раскрутили вокруг общего центра масс, благодаря чему удалось добиться возникновения небольшой искусственной силы тяжести – 0,00078 g. Сами астронавты никаких изменений не заметили: лишь некоторые легкие предметы под воздействием центробежной силы осели на условный «пол» корабля, – но зато воплотилась в жизнь одна из самых ярких идей основоположников теоретической космонавтики, предлагавших использовать раскрутку космических кораблей для создания «искусственной гравитации». У подчиненных Сергея Королева не получилось воспроизвести подобную операцию, хотя изначально они собирались это сделать.
Полет «Джемини-12» с экипажем из Джеймса Ловелла и Эдвина (Базза) Олдрина в ноябре 1966 года должен был закрепить опыт манипуляций в открытом космосе, точно определив, какие физические нагрузки потребуются на их выполнение. Для этого ученые разработали программу двухминутных упражнений и разместили на внешней поверхности корабля набор всевозможных поручней, колец и фиксаторов. Новая миссия завершилась более чем успешно. Путь к Луне был открыт.
Стратегия космической экспансии, которой придерживался Сергей Королев, предусматривала полеты к Луне как промежуточный этап на пути к соседним планетам. Однако для достижения ближайшего небесного тела требовалась ракета, способная развить вторую космическую скорость, и корабль, способный маневрировать, а не только двигаться по орбите, как «Восток».