سفینه فضایی جمینی (Gemini) سومین پرواز سرنشین‌دار خود را باهدف انجام چند آزمایش مهم برای بالا بردن تجربه عملی فضانوردان باید انجام می‌داد. در این سفر گوردون کوپر (Gordon Cooper)، فضانورد باتجربه ناو مرکوری، (Mercury) به‌عنوان فرمانده و چارلز کنراد (Charles “Pete” Conrad)، کیهان‌نورد تازه‌کار، بر عرشه سفینه حضور داشتند.
ناو کیهانی جمینی-۵ (Gemini-5) روز ۳۰مرداد۱۳۴۴، ۲۱ اوت ۱۹۶۵، از سکوی پرتاب شماره ۱۹ مرکز فضایی کاناورال (canaveral space center) به فضا راهی مداری در اطراف زمین با اوج و حضیض مدار ۱۹۶-۳۰۳ کیلومتر شد. این سفینه در اصل قرار بود روز پنجشنبه ۲۸مرداد به فضا پرتاب شود اما بروز یک طوفان شدید در منطقه پرتاب همچنین به وجود آمدن نقصی فنی در سامانه سوخت‌رسانی سفینه، پرتاب را به تعویق انداخت.
فضانوردان جمینی-۵ چند هدف را پیگیر می‌شدند. آن‌ها باید ضمن بالا بردن رکورد اقامت در فضا، چگونگی ردیابی و ملاقات ناو هدف را تمرین می‌کردند. در مدار زمین فضانوردان از همان آغاز راه با دشواری همراه بود. ۳۶دقیقه بعد از قرار گرفتن در مدار، فضانوردان گزارش دادند در باتری سفینه مشکل پیش‌آمده و میزان تولید برق در حد پیش‌بینی‌شده نیست. نقص فنی در دستگاه برق جمینی-۵ درنتیجه پایین آمدن درجه فشار مایع در دستگاه‌های جدید باتری جمینی به وجود آمد. البته ازنظر رساندن اکسیژن به فضانوردان نگرانی وجود نداشت ولی چنانچه در دستگاه برق نقصی به وجود می‌آمد که قابل‌رفع نبود ادامه پرواز جمینی به‌هیچ‌وجه ممکن نمی‌شد.
در ۲۵ و ۲۶اوت چند موتور موشکی تغییر جهت از کار افتاد. اما با تمام این اشکال‌ها، نقص فنی خطرناکی که منجر به لغو برنامه شود رخ نداد و آن‌ها موفق شدند ۱۷ آزمایش علمی و فنی و پزشکی که مهم‌ترین آن‌ها ملاقات در فضا بود انجام دهد، این ملاقات نزدیک شدن به یک ماهواره کوچک که در دور دوم گردش سفینه جدا شد و سفینه در چهارمین دورپرواز به شش متری ماهواره رسید و به‌این‌ترتیب ملاقات در فضا انجام شد.
ازجمله آزمایش‌هایی که باید آن‌ها صورت می‌دادند استفاده از غذایی لقمه‌ای بود. تا آن زمان تمام غذاهای فضایی شکل خمیری داشت و در فضا با مخلوط کردن آب برای مصرف آماده می‌شد. غذاها به شکل ساندویچ‌های کوچکی تهیه و بسته‌بندی‌شده بود تا در موقع مصرف به‌راحتی در دهان قرار گیرد و خرده‌های آن‌ها در سفینه به پرواز درنیاید.
اعتراض روس‌ها
کوپر و کنراد همچنین چند آزمایش برای وزارت دفاع آمریکا انجام دادند که شامل دیدبانی از مناطقی در آمریکا و عکس‌برداری از اهداف تعیین‌شده ازجمله برخی مناطق مسکونی و نظامی بود. همین امر باعث شد روس‌ها پرواز جمینی-۵ را به‌عنوان یک مأموریت جاسوسی تلقی کرده و به آن اعتراض کردند زیرا در مأموریت فضانوردان بررسی زمینی برخی اهداف از پیش تعیین‌شده قرار داشت. گرچه این اهداف در خاک شوروی نبود. ناسا (NASA) اعلام کرد که فضانوردان باید برخی اشیاء که در نقاط مشخصی گذاشته‌شده را رصد کنند. به‌منظور این آزمایش جدول‌هایی در استرالیا و جنوب آمریکا درست‌شده بود که در آن‌ها اشیای مختلفی قرار داشت و کوپر و کنراد باید این اشیا را شناسایی می‌کردند.
آزمایش‌های دیگر
در برنامه کاری فضانوردان جمینی-۵ شانزده آزمایش مختلف پیش‌بینی‌شده بود که ازجمله آن‌ها می‌توان عکاسی از نقاطی در زمین، هوا، ماه و همچنین دیگر اجرام آسمانی و ماهواره‌ها را نام برد و برای انجام این مأموریت، سفینه به یک سری تجهیزات عکاسی پیشرفته مجهز شده بود.
از این تجهیزات همچنین برای تصویربرداری خاک این کشور استفاده شد. دولت مکزیک از آمریکا خواسته بود از بخش‌های وسیعی از خاک این کشور که هیچ تصویر هوایی وجود ندارد عکس‌برداری کند تا در تهیه نقشه توپوگرافی موردنیاز در امور عمرانی، کشاورزی، معدن و راه‌سازی از این عکس‌ها استفاده کند.
در روز هشتم به آن‌ها دستور داده شد به دلیل پیش‌بینی وضعیت هوای بد در منطقه فرود، یک دور از گردش خود در مدار زمین را کم کنند و زودتر به زمین بازگردند. اما به علت بروز اشتباه در داده‌های رایانه‌ای، محل فرود با پیش‌بینی‌های قبلی ۱۴۵ کیلومتر فاصله داشت و فضانوردان ۸۹ دقیقه منتظر گروه نجات بودند.
