A segunda missão do Projeto Gemini foi Gemini IV. Branco II, Piloto.
Um foguete Titan elevou a cápsula de Gêmeos a uma altitude de 296,1 km. McDivit e White fizeram 62 órbitas, e a duração do voo foi de 4 dias, 1 hora, 56 min, 12 segundos. A sonda Gemini pesava 3574 kg.
O destaque da missão foi um EVA (atividade extra-veicular) de Ed White, onde ele saiu da espaçonave e, enquanto amarrado, flutuou por 23 minutos, não o suficiente para White. Mais tarde, ele disse que a caminhada no espaço era a parte mais confortável da missão e disse que a ordem para encerrá-la era o "momento mais triste" de sua vida.
O branco foi preso à cápsula por um cordão umbilical de 25 pés. Inicialmente, ele usou uma arma movida a gás na mão para manobrar. Após os primeiros três minutos, o combustível acabou e White se moveu, torcendo o corpo e puxando a corda.
Os outros objetivos principais da missão eram avaliar os efeitos do vôo espacial prolongado, que incluía verificar o desempenho de uma espaçonave durante uma missão de quatro dias e avaliar os procedimentos para descanso e ciclos de trabalho da tripulação, horários de alimentação e planejamento de voo em tempo real. .
Os objetivos secundários incluíam a tentativa de manter a estação e o encontro com o segundo estágio do veículo de lançamento Gemini e realizar 11 experimentos.
Todos os objetivos principais foram alcançados, exceto um: a reentrada controlada por computador não pôde ser usada devido a alteração inadvertida da memória do computador. Todos os objetivos secundários foram alcançados, exceto que, devido ao consumo excessivo de combustível, todas as manobras de manutenção da estação e de encontro não puderam ser realizadas.
Gêmeos IV caiu no Oceano Atlântico em 7 de junho de 1965, 27 graus 44 minutos ao norte e 74 graus 11 minutos a oeste, a cerca de 81,4 km da zona de tentativa de aterrissagem.
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