发射美国国家航空航天局（NASA）双子座任务的泰坦 II 火箭可谓是独树一帜的特例。它是阿波罗时代任务所使用的两种火箭中唯一不是韦纳·冯·布劳恩设计的，也是唯一使用肼类燃料的火箭。此外，它也是NASA在没有任何可靠记录的情况下就选定的唯一一个发射载具。它的研发过程一度跌跌撞撞，但最终却成功执行了该航天机构历史上速度最快的计划。
第二次世界大战结束后，美国陆军航空兵开始研发自己的弹道导弹，这些导弹的灵感来自缴获的 V-2 技术，但并非完全基于 V-2。1946年4月，该部队接受了康维尔公司提出的建造一种名为MX-774项目的超音速、弹道式、火箭动力导弹的建议。到1954年12月，美国空军已成为独立的军种，MX-774 被重新命名为“宇宙神”（Atlas），并发展成一种“一级半”导弹：所有发动机在起飞时同时点火，助推器发动机在大约飞行两分钟后分离。它是一款高优先级的武器系统，并即将成为美国第一枚战略洲际弹道导弹。
然而，美国空军宇宙神科学咨询委员会担心，如果宇宙神导弹失败，该部队将没有其他导弹可用。因此，在1954年7月21日，美国空军 ASAC 建议部队建造一种真正的两级导弹，作为宇宙神导弹的后备。合同于次年10月27日授予马丁公司，要求设计和开发一种名为 XSM-68 的新型导弹弹体，后来被重新命名为“泰坦”（Titan）。
与宇宙神不同，宇宙神的箭体壁非常薄，必须加压才能防止其坍塌，而泰坦则开创性地将结构件融入了燃料箱壁。化学铣削工艺也有助于使新型火箭的铝制弹体更坚固、更轻。但最初的泰坦 I 并非一款完美的导弹。它使用火箭推进剂（RP-1）和低温液态氧（LOX）的组合，无法在发射台上长时间待命。对于一款需要应对敌人威胁的导弹来说，从下达发射命令到导弹升空之间的延迟是一个问题。
1958年，泰坦 I 开始进行筒内存储发射的测试。如果它可以随时待命并准备好发射，那么在危机时刻它将是一款更好的导弹。由于马丁公司正在研究新的存储和发射选项，他们选择在此阶段对导弹进行了一系列其他改进。承包商将新型泰坦导弹的直径增大，使其能够携带更重的战斗部，并升级了其惯性制导系统，但最大的变化来自于新的燃料和氧化剂组合。
泰坦导弹无法使用 RP-1 和液态氧进行燃料加注并储存在筒仓中；为了在发射前保持低温液态氧，需要进行过多的维护。另一种选择是使用肼类燃料，这种燃料和氧化剂不需要在如此低的温度下储存，而且接触即燃烧，无需点火。在考虑了各种选项后，马丁公司选择了 Aerozine 50 作为燃料——一种由50%的不对称二甲基肼和50%的肼组成的混合物——以及四氧化二氮作为氧化剂——一种四氧化二氮和一氧化二氮的混合物。
这款升级后的泰坦 II 导弹比泰坦 I 有了显著的改进。泰坦 II 在发射时产生430,000磅的推力，而泰坦 I 为300,000磅。泰坦 II 的第二级在250,000英尺的高度点火，产生100,000磅的推力，而泰坦 I 为80,000磅。这一切都意味着泰坦 II 可以储存更大的战斗部，更快地发射，并覆盖更远的距离。马丁公司于1960年5月与美国空军签订了建造泰坦 II 的合同，并于一个月后开始生产新导弹。
一年后，马丁公司的人员向 NASA 提出了将泰坦 II 用作登月计划发射载具的想法。该机构的副局长罗伯特·C·西曼斯对此持怀疑态度，但对该导弹足够感兴趣，愿意听取更正式的提案。随后，这个想法发展成使用泰坦 II 发射一个放大版的“水星”（Mercury）飞船，作为 NASA 即将推出的“水星 Mark II”计划的一部分。
两个月后，一份正式提案提交。马丁公司的人员表示，“水星-泰坦”计划不仅将受益于空军自己的泰坦导弹研发计划，还将利用空军初步尝试的载人级改进；当时，它计划作为“零重力”（Dyna-Soar）的发射载具。而且，泰坦 II 相较于泰坦 I 的优势同样适用于 NASA 的任务：肼类燃料更容易操作，而且它比 NASA 拥有的任何火箭都要强大得多。
到1961年底，“水星 Mark II”计划已初具规模。发射泰坦 II 的两名宇航员版“水星”飞船是 NASA 通往月球道路上的下一步。问题是，泰坦 II 没有可靠的记录。为了让 NASA 能够实现其在十年末的最后期限，它需要空军不仅建造，还要及时对泰坦 II 进行载人级改进，以发射这个过渡性计划。但空军更关注的是让泰坦 II 为其导弹角色做好准备。满足 NASA 标准的衍生品是次要的，对空军高层来说，不值得推迟导弹计划。
到1963年5月，NASA 的“水星”计划即将结束，“水星 Mark II”被重命名为“双子座”（Gemini），而泰坦 II 则饱受问题困扰。最主要的是持续的纵向振荡或“蹦蹦”（pogo）效应。这是工程师们已知的问题，一种不稳定的发动机燃烧会导致火箭在飞行中推力速率不稳定，从而产生振动，穿过火箭结构，包括油箱，导致燃料以不稳定的速率回流到燃烧室，使问题更加严重。这对宇航员来说是危险的情况，但对导弹来说则不那么危险，因此当“蹦蹦”问题出现时，NASA 感到担忧，而美国空军则不那么在意。同样，NASA 也担心泰坦 II 的第二级发动机燃烧不均匀以及发动机的基本设计缺陷。总而言之，泰坦 II 几乎可以作为导弹发射，但距离支持载人航天发射还有很远的距离。
在确定了问题后，美国空军开始着手解决。泰坦 II 发动机的子承包商 Aerojet-General 和一个内部的“双子座稳定性改进计划”团队开始着手解决火箭的问题。进展缓慢，以至于 NASA 曾一度考虑放弃在“双子座”计划中使用泰坦 II，而改用当时已在研发中的、基于冯·布劳恩设计的“土星 I”（Saturn I）。
但解决方案很快出现。1963年11月1日，泰坦 II 导弹 N-25 在氧化剂管路中安装了直立管，在燃料管路中安装了机械蓄压器，以抑制“蹦蹦”效应。它奏效了。“蹦蹦”水平降至 NASA 可接受的范围内，并在接下来的五个月里，每次发射都取得了同样的结果。到1964年1月中旬，NASA 对泰坦 II 不再有任何疑虑。一年多后的1965年3月，该导弹将第一次载人“双子座”任务送入了轨道。在接下来的二十个月里，它成功执行了十次任务。
NASA 在泰坦 II 研发初期就选择它用于“双子座”任务，意味着导弹和载人级改进都遵循了并行开发的路径。美国空军和 NASA 之间的强制合作是一种独特的情况，NASA 载人航天飞行办公室的副局长乔治·穆勒（George Mueller）表示，这可能是泰坦 II 作为载人发射载具取得高可靠性和卓越成功的原因。
资料来源：巨人之肩；泰坦 I 年代记；泰坦 II 年代记；双子座计划年代记；
