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美国用“水星”号飞船完成了首次载人航天发射后，美国又开发了“双子星座”飞船，作为从“水星”到“阿波罗”计划之间的过渡 。
其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力 。该计划历时5年，完成了10次环地轨道载人飞行，每次2人，共花费12.8亿美元 。“双子星座”号飞船计划是为“阿波罗”号飞船计划提供飞行经验，准备各种技术条件，提供经过训练并富有实际飞行经验的航天员 。“双子星座”号飞船计划始于1961年11月，结束于1966年11月 。这期间共进行了12次飞行试验，其中2次不载人，10次载人 。"双子星座"号飞船由再入舱和连接舱组成，其飞行试验重点解决了轨道交会、对接、航天员出舱活动和机动飞行变轨等技术问题 。
双子星座号飞船与水星号飞船相比，作了较大的改进，实现了载2名航天员飞行 。飞船设计为手控操纵为主，成为至今为止美国载人空间飞行器中受控程度最高者，在双子星座飞行中，航天员真正成为飞船的驾驶与操纵人员，并且除人对空间环境的适应情况的实验外，还进行了一些技术试验，实现了一些新的空间技术方面的突破，主要包括航天员舱外活动技术和空间飞行器的交会/对接技术，以及使用计算机的自动飞行控制技术 。
双子星座计划共进行了10次载人飞行，总计飞行时间971小时48分 。
1958年，美国宇航局总部和太空任务小组开始考虑水星载人航天计划之后美国的载人航天计划的目标和任务 。以吉尔罗斯和费格特为首的太空任务小组对此尤为关心 。他们认为这项计划应在水星计划已完成的任务基础上，主要实现两大目标：载人轨道飞行时间大大延长，达到1周以上；实现飞船在轨道上机动、交会和对接 。
【“双子星座”号飞船的任务是什么？】当1961年美国制定了阿波罗登月计划后，这一计划的任务更加明确起来，即为完成登月任务探索、试验新技术，最重要的有两方面：一是将载人飞行时间延长到2周，以充分研究人在太空生活和工作的适应性；二是完成两个航天器在轨机动上的交会和对接 。这两大任务在登月期间都会遇到 。这样，双子星座计划就变成阿波罗计划的辅助项目 。
1965年3月双子星座飞船首次载人发射，到1966年11月，双子星座飞船先后进行了9次载人飞行，圆满完成预定任务 。此外，双子星座计划还取得了大量对地观测、空间科学试验成果：宇航员共进行了52项实验，其中27项是新技术实验，8项是医学实验，另外17项是科学实验 。双子星座飞船还在不同的高度上拍摄了1400张地球彩色照片 。
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