从四天飞行延长到近八天
双子星座5号是美国国家航空航天局（NASA）双子星座计划的第三次载人飞行，由指令驾驶员小莱罗伊·戈登·库珀与驾驶员小查尔斯·康拉德执行。1965年8月21日至29日，两人在地球轨道上生活和工作，检验接近八天的持续飞行、交会导航以及较长时间失重对人体的影响。
休斯敦载人航天器中心负责飞行控制与任务评估，克里斯托弗·克拉夫特等飞行控制人员根据遥测调整计划，医务团队跟踪乘员状态。此前双子星座4号已飞行约四天；延长到接近八天，意味着供电、饮水、睡眠和设备维护都要接受更长周期的检验。
燃料电池和交会试验舱
5号飞船在既有双子星座结构上增加燃料电池、交会雷达和交会评估舱。两组可独立工作的燃料电池利用氢、氧反应供电，同时产生水；低温储罐、加热器和调压装置向电池供应气体，替代上一艘飞船适配器内的电池模块。
燃料电池产水进入饮水储罐隔膜的一侧，把预存饮用水从另一侧推出，两种水保持隔离。交会评估舱则装有雷达应答器、天线和闪光灯，用于模拟后来阿金纳目标飞行器的部分设备。它由飞船携带入轨后释放，供乘员进行雷达跟踪与接近试验。
参考：[1]
发射后的供氧压力危机
1965年8月21日格林尼治时间13时59分59.518秒，双子星座5号由泰坦Ⅱ运载火箭从佛罗里达肯尼迪角19号发射场升空。入轨后，乘员检查系统并调整近地点，随后释放交会评估舱，雷达开始跟踪目标。
燃料电池氧储罐的加热电路在起飞约26分钟后发生故障，储罐压力持续下降。库珀和康拉德关闭非必要设备，终止原定交会试验。地面人员结合试验、计算和在轨读数确认，系统在低压下仍能提供所需氧气；飞船从第七圈开始逐步恢复负载，任务因而得以继续。
模拟交会与节约资源
第三天，乘员完成降低远地点、调整相位、改变轨道平面和建立共椭圆轨道的四次机动。地面与飞船计算机配合输入指令，演练接近一个假定目标的位置；这次“模拟交会”没有另一艘实际目标飞行器参与。交会雷达还通过跟踪地面应答器接受检验。
第五天起，轨道姿态与机动系统出现推力不足，两台姿态发动机先后失效，其余发动机工作也不稳定。飞船更多地采用自由漂移，仅在转动过快时抑制角速度。控制团队不断重排实验与休息时间，并限制耗电、燃料消耗和燃料电池产水，以保留完成任务所需的资源。
在受限姿态下取得观测资料
任务实施了17项计划实验中的16项；依赖交会评估舱的近处物体摄影未能完成。医学实验包括运动反应、心音、耳石功能及心血管状态观察。康拉德佩戴周期加压的大腿袖带，装置因供氧容量不足在约四天后停止循环；乘员返航后的心率与血压反应继续接受检查。
S-1摄影实验拍到了黄道光和反日方向的对日照。由于姿态与资源限制，地形摄影多为遇到合适景观时抓拍，未能按计划系统拍摄连续条带。1965年任务报告初步将250张70毫米照片中的172张列为可用于地形研究，记录了伊朗扎格罗斯山脉、澳大利亚、非洲等地区的景观。
溅落、回收与后续评估
天气因素促使控制中心调整返回安排。8月29日，飞船点燃制动火箭，再入时因地面传入的初始导航坐标有误而偏离预定落点；库珀采用备用倾侧角控制技术完成返回。飞船在大西洋溅落，发射至溅落历时190小时55分14秒。
直升机把两名乘员送上“尚普兰湖”号航空母舰，飞船随后被吊上舰。医学检查、技术汇报和实验讨论继续进行，任务报告将9月9日列为这些活动结束的日期。近八天的飞行取得了持续供电、人员活动和轨道机动资料，也暴露出供氧加热、姿态发动机与地面导航输入等具体问题。