Sứ mệnh phi hành đoàn Gemini 8 khởi động từ tháng 3/1966. Diễn biến bất ngờ của sứ mệnh đã khiến quãng thời gian này trở thành giai đoạn quan trọng trong cuộc chạy đua lên Mặt trăng.
Sứ mệnh Gemini 8 được lên kế hoạch diễn ra trong 3 ngày. Phần quan trọng nhất của chuyến bay là một loạt kết nối với phi thuyền không gian không người lái Agena.
Phi thuyền Agena được chế tạo nhằm mục đích thử nghiệm sự hợp tác trên quỹ đạo, kết nối hai phi thuyền và thay đổi các quỹ đạo. Tất cả các thành phần này phải được điều khiển trong trạng thái tốt nhất trước khi Chương trình Apollo bắt đầu.
Gemini 8, với 2 phi hành gia Neil Armstrong và David Scott, khởi hành ngày 16/3/1966. Khoảng 6,5 giờ sau khi khởi hành, nó kết nối với phi thuyền Agena.
Đây là kết nối phi thuyền thành công đầu tiên trong không gian vũ trụ - bước tiến quan trọng trong cuộc chạy đua lên Mặt trăng, bởi mỗi sứ mệnh đòi hỏi hàng loạt kết nối các phi thuyền khác nhau.
Nhưng chỉ 27 phút sau đó, đã xuất hiện sự cố nghiêm trọng, có thể làm gián đoạn sứ mệnh lên Mặt trăng. Trong hệ thống điều khiển phi thuyền Gemini xuất hiện lỗi khiến cho liên kết Gemini - Agena ngày càng quay nhanh.
Lúc đầu, trung tâm điều khiển sứ mệnh Gemini cho rằng, lỗi kỹ thuật xuất hiện bên trong Agena. Vì vậy, họ quyết định tách hai phi thuyền ra. Tuy nhiên, sau đó, vấn đề nằm ở khoang chứa (capsule) Gemini. Khoang chứa này, sau khi được tách khỏi Agena, lại càng quay nhanh hơn.
Nhờ phản ứng nhanh nhạy của các phi hành gia nên việc kiểm soát khoang chứa không bị gián đoạn. Quyết định dừng sứ mệnh được đưa ra sau 10 giờ 41 phút kể từ khi Gemini - 8 xuất phát. Phi thuyền Gemini - 8 rơi xuống Thái Bình Dương. Phi hành đoàn được Hải quân Mỹ trục vớt.
Điều đáng chú ý là, nguyên nhân trục trặc trong hệ thống điều khiển Gemini - 8 không được giải thích rõ ràng. Các capsule Gemini sau này có hệ thống điện cải tiến nên đã ngăn chặn được các sự cố tương tự.
 Phi thuyền Gemini – 8 sau khi kết thúc sứ mệnh. |
| Sứ mệnh Gemini - 8 là ví dụ về sự khó khăn mà các chuyến bay đầu tiên có phi hành đoàn gặp phải. Phần lớn các công nghệ và biện pháp lúc đó không được hoạch định và phát triển, còn biên độ sai số lại rất nhỏ. |
Tuy nhiên, những kinh nghiệm từ sứ mệnh Gemini - 8 giúp cải thiện các thủ tục kết nối trên quỹ đạo và điều khiển hoạt động 2 phi thuyền, khi chúng được kết nối hoặc tách ra.
Tuy nhiên các kinh nghiệm rút ra từ vụ Gemini - 8 không ngăn chặn được các sự cố, thậm chí thảm họa tiếp theo. Khoảng 1 năm sau, ngày 27/1/1967, đã xảy ra hỏa hoạn tàu Apollo 1.
Vào tháng 4/1970, một sự cố nghiêm trọng xảy ra trong quá trình thực hiện sứ mệnh Apollo 13. Các chuyến bay đầu tiên có phi hành đoàn luôn là hành trình vào nơi xa lạ.