从 20 世纪 50 年代中期开始，工程师们开始研究空气动力学加热问题；挑战在于如何设想一种方法，让弹头能从导弹上发射，然后穿过地球大气层而不受损坏地重返，以便在目标处爆炸。同样的原理也应用到了太空飞行中。在太空时代的早期，在这些相同的导弹上，一个人取代了弹头。这最终导致了烧蚀隔热瓦，在阿波罗宇航员穿过大气层返回并溅落之前，使其安然无恙，但它们是 20 世纪 60 年代的一项新技术。这意味着，就像阿波罗计划的许多部分一样，它是在双子座计划期间得到验证的。第一个烧蚀隔热瓦于 1965 年在双子座 2 号上得到认证，最近我买了一块那块隔热瓦的碎片。
20 世纪 50 年代，作为陆军 Jupiter C 计划的一部分，开始使用石墨、特氟龙、尼龙和有机玻璃等材料对鼻锥进行烧蚀材料测试。早期测试证明，烧蚀是保护载荷免受弹头（在本例中为鼻锥）穿过地球大气层时由摩擦产生热量的有效方法。但美国国家航空航天局的前身组织——美国国家航空咨询委员会（NACA）——倾向于使用美国空军使用的“吸热金属”，这被描述为一种热量海绵。
当 NASA 于 1959 年开始进行载人航天飞行计划时，NACA 对吸热金属而不是烧蚀的偏好依然存在。铍吸热金属不仅在与美国海军北极星导弹的测试中发挥了作用，而且这项技术可以在不产生烧蚀隔热瓦特有的“等离子鞘”的情况下保护宇航员。当隔热瓦烧蚀时产生的电离空气包层可能会在重返大气层时干扰通信。许多 NASA 内部人员都急于避免与美国最早的宇航员失去联系。
因此，该机构的水星计划继续使用铍吸热金属，重返大气层产生的热量并未影响到机上的宇航员。但早在 1960 年 3 月，就有人怀疑这种热量管理方式是否适用于月球任务。水星计划以较低的入射角重返大气层，暴露在重返热中的时间更长。阿波罗计划的重返将快得多。这些任务将以每秒 35,000 英尺以上的速度从月球飞驰而回。为了应对这种加热模式，决定在阿波罗计划中使用烧蚀隔热瓦，这意味着这项新技术将在过渡性的双子座计划期间进行测试和验证。
双子座计划于 1964 年 4 月 8 日随着双子座 1 号的发射而启动。这主要是对双子座-泰坦运载火箭和航天器起飞时的结构完整性进行测试。这架无人驾驶的航天器被送入轨道，但由于在飞行早期阶段就实现了发射认证目标，该任务在三次绕轨后被终止。航天器留在太空，并在三天后的 4 月 12 日重返大气层时解体。
双子座 2 号是该计划中第一个设计了回收航天器的任务，回收任务的一部分就是测试隔热瓦。事实上，这是此次飞行的一个主要目标。能否继续进行载人双子座任务，取决于双子座 2 号成功演示烧蚀隔热瓦。
尽管风险很高，但任务本身并不复杂。这是该计划中唯一一次亚轨道任务，工程师们想出了一个巧妙的方法来模拟航天器从太空返回时可能遇到的最高温度。隔热瓦的厚度只有后来用于载人任务的隔热瓦的一半，并且在达到 106 英里（约 170 公里）的最高高度的高弧弹道轨迹之后，航天器将暴露在比任何载人任务都更热的温度中。
1965 年 1 月 16 日上午 9 点过后不久，双子座 2 号发射升空。除了较薄的隔热瓦外，航天器与后来搭载宇航员的航天器相同。它按照载人飞行时的标准进行了加压。它甚至还配备了一套“模拟宇航员”。由序列器、电池、相机、灯光、仪表、计时器和录音机组成的两个“模拟宇航员”被安装在弹射座椅中。这些机器人员负责管理机组人员所做的一切，并记录了对未来载人任务至关重要的数据点，例如发射振动和舱内温度。
航天器达到了计划的 106 英里（约 170 公里）最高高度，然后以每小时 16,600 英里（约 26,715 公里）的速度重返大气层。隔热瓦和航天器上测得的温度比任何计划中的双子座重返都高出 20 到 60 华氏度（约 11 到 33 摄氏度）。航天器在飞行 19 分钟后溅落，距离发射场下游 2,126 英里（约 3,421 公里）。航天器得到了充分的大气摩擦保护，隔热瓦可以通过验证，可以用于载人任务，而它就在下一次飞行中实现了。双子座 3 号是 NASA 双子座计划的首次载人轨道任务。
双子座 2 号航天器是唯一被重复使用的，尽管不是在双子座计划中。美国空军开发了双子座计划的军事化版本，称为载人轨道实验室。该计划只进行了一次任务，即一次无人测试飞行，而航天器是经过翻新的双子座 2 号。对航天器最大的改动是隔热瓦，这使得双子座 2 号的第二次飞行成为又一次隔热瓦测试，这次测试的是带有舱门的隔热瓦的完整性。尽管该计划整体上失败了，但这次飞行仍然是一次成功的飞行。
来源：Swenson、Grimwood 和 Alexander 的《This New Ocean》；NSSDC 的双子座 2 号；
