“双子星座”宇宙飞船进入环绕地球的轨道以后，美国航天员怀特也曾走出座舱进入太空，作太空漫步２０分钟。这是为日后航天员首次登月球作准备的一个项目，因为一旦登月舱降落月球之后，航天员也要离开座舱，进入没有空气的月面作业。

　　去月球需要改变环绕地球的轨道，挣脱地球对宇宙飞船的引力。“双子星座”试验了宇宙飞船在太空变轨，两艘飞船会合、接近，验证了宇宙飞船的机动能力。１９６５年３月２３日，美国航天员约翰·扬和格里索姆乘“双子星座３号”宇宙飞船升空。这艘飞船外形像一座钟，高约３.３米，底直径２.３米。它在太空飞行３圈之后，开始了变轨试验，就是控制飞船变换运动的轨道。飞船靠小火箭产生推力来改变运动方向，操纵比较复杂，弄得不好，飞船不是迅速返回地球，去不了月球，就是远过错飞离月球，成为太阳系的一颗人造行星。约翰·扬点燃了小火箭，飞船开始变轨，并按预定轨道飞行，变轨试验取得成功。
　　１９６５年１２月，美国宇宙局又安排了“双子星座７号”和“双子星座６号”宇宙飞船在太空会合的试验。这两艘飞船于１２月４日和１２月１５日相继升空，“双子星座６号”飞船不绕地球２圈之后，迅速赶上“双子星座７号”飞船，并启动逆向小火箭慢慢靠近“双子星座７号”飞船，最后两艘飞船只相距３０米距离，透过舷窗都能看见对方的面孔。
　　登月前还有一项试验是两个飞行器在太空相会后再相遇对接，因为登月时飞船的登月舱从母船上分离，降落到月球表面，而母船还继续环绕月球飞行，登月航天员完成任务后，登月舱将载着他们飞向母船，对接成一体后才能飞返地球。