Borman flyttede med sin familie til Houston, Texas, hvor Manned Spacecraft Center (MSC) stadig var under etablering, og underskrev sin første kontrakt om at bygge et hus til 26.500 dollars (svarende til 224.000 dollars i 2019). I overensstemmelse med den præcedens, der blev skabt af Mercury Seven, blev hver af de ni tildelt et særligt område, hvor de skulle udvikle ekspertise, der kunne deles med de andre, og give astronauternes input til designerne og ingeniørerne. Bormans opgave var Titan II-boosteren, der blev brugt i projekt Gemini, selv om han ikke havde nogen erfaring på dette område. Opgaven indebar mange ture til Martin Marietta-fabrikkerne i Denver, Colorado, og Baltimore, Maryland, hvor Titan II’erne blev bygget. Hans ansvarsområde omfattede det nøddetekteringssystem (EDS), der blev udviklet til en afbrydelsessituation. Borman var enig med Wernher von Braun i, at man måtte satse på automatiske systemer i situationer, hvor den menneskelige reaktionstid ikke ville være hurtig nok. Dette var meget til stor forargelse for gamle koryfæer som Warren J. North, NASA’s chef for Flight Crew Support Division, som ikke accepterede tanken om, at et automatiseret system var overlegen i forhold til et menneskes færdigheder.
Der blev også arbejdet i klasseværelset. I første omgang fik hver af astronauterne fire måneders klasseundervisning i emner som fremdrift af rumfartøjer, kredsløbsmekanik, astronomi, datalogi og rumfartsmedicin. De blev også gjort bekendt med Gemini-rumfartøjet, Titan II- og Atlas-boosterne og Agena-målfartøjet. Der blev gennemført jungleoverlevelsestræning på USAF’s Tropic Survival School på Albrook Air Force Station i Panama, ørkenoverlevelsestræning på Stead Air Force Base i Nevada og vandoverlevelsestræning på Dilbert Dunker på Naval Air Station Pensacola i Florida og på Galveston Bay. Der var 50 timers undervisning i geologi med udflugter til Grand Canyon og Meteor Crater i Arizona. Borman syntes, at det var spild af tid. “Jeg var ligeglad med at samle sten op,” sagde han senere til en interviewer, “jeg ville slå Sovjet til Månen”.
Project GeminiRediger
Borman (til højre) får selskab til morgenmad før Gemini 7-missionen af astronauternes kolleger
Når chefen for Flight Crew Operations, Mercury Seven-astronaut Deke Slayton, udarbejdede en foreløbig tidsplan for projekt Gemini-flyvninger, gav han Mercury Seven-astronaut Alan Shepard kommandoen over den første bemandede flyvning, Gemini 3, med Next Nine-astronaut Tom Stafford som hans co-pilot. Mercury Seven-astronaut Gus Grissom skulle lede reservebesætningen med Borman som co-pilot. Ifølge det rotationssystem for besætningen, som Slayton udtænkte, ville reservebesætningen på den ene mission blive den primære besætning på den tredje efterfølgende mission. Borman ville derfor blive co-pilot på Gemini 6, der var planlagt som en 14-dages mission af lang varighed.
En Apollo-mission til Månen forventedes at tage mindst en uge, så et af målene med Project Gemini var at teste besætningens og rumfartøjets komponenter for at afprøve deres evne til at fungere i rummet i så lang tid. Da Shepard fik startforbud i oktober 1963, blev Grissom og Borman den primære besætning på Gemini 3. Grissom inviterede Borman hjem til sig selv for at tale med ham om missionen, og efter en lang diskussion besluttede han, at han ikke kunne arbejde sammen med Borman. Ifølge Gene Cernan var “Grissoms og Bormans egoer for store til at passe ind i et enkelt rumfartøj”. Slayton erstattede derfor Borman med John Young.
Slayton ville stadig have Borman med på den to uger lange flyvning, som nu var gledet til Gemini 7, så Borman blev udpeget som reservekommandør på Gemini 4 med Jim Lovell som co-pilot. Dette blev officielt bekendtgjort den 27. juli 1964, og deres tildeling til Gemini 7 fulgte den 1. juli 1965 med Ed White og Michael Collins som deres backups. Borman var et af fire medlemmer af hans gruppe, der blev udvalgt til at lede deres første missioner, de andre var McDivitt, Neil Armstrong og Elliot See, selv om See blev dræbt i et flystyrt tre måneder før sin mission. Første- og reservebesætninger trænede sammen til missionen, og Borman fandt erfaringerne som reserve værdifulde, idet de svarede til en generalprøve på deres egen mission.
Gemini 7, set fra Gemini 6
At Gemini 7 ville vare i fjorten dage var kendt fra begyndelsen og gav Borman tid til at forberede sig. For at holde sig i form joggede han og Lovell 3,2 til 4,8 km om dagen og spillede håndbold efter arbejde. De besøgte McDonnell Aircraft-fabrikken i St. Louis, Missouri, hvor deres rumfartøj blev bygget. Med sine 3.663 kg (8.076 pund) var det 110 kg (250 pund) tungere end noget tidligere Gemini-rumfartøj. Der blev udviklet særlige procedurer for stuvning af forbrugsvarer og affald. Der blev udviklet en let rumdragt for at gøre astronauterne mere komfortable.
En større ændring, der påvirkede missionen, indtraf, da Agena-målfartøjet til Gemini 6 led en katastrofal fejl. Denne mission havde til formål at øve sig i at lave rendezvous i kredsløb, hvilket var et krav fra projekt Apollo og derfor et mål for projekt Gemini. Borman var i Kennedy Space Center (KSC) for at overvære opsendelsen af Gemini 6 og hørte to McDonnell-embedsmænd, rumfartøjschef Walter Burke og hans stedfortræder John Yardley, drøfte muligheden for at bruge Gemini 7 som rendezvous-mål. Borman afviste ideen om at docke de to rumfartøjer, men mente ellers, at ideen havde værdi.
Efter nogle diskussioner om, hvordan det kunne lade sig gøre, blev det godkendt. 6555th Aerospace Test Wing demonterede Gemini 6 og samlede Gemini 7 på Cape Canaveral Air Force Station Launch Complex 19. Gemini 7 blev opsendt kl. 14.30 lokal tid den 6. december 1965. Derefter var kapløbet om at opsende Gemini 6 med Wally Schirra og Tom Stafford om bord i gang, hvilket lykkedes kl. 08:37 lokal tid den 15. december. Gemini 6 gennemførte rendezvouset med Gemini 7 kl. 14:33. De to fartøjer kom inden for 30 cm (12 tommer) fra hinanden. På et tidspunkt holdt Schirra et skilt op i vinduet, som Borman kunne læse, og hvorpå der stod: “Beat Army”. Schirra, Stafford og Lovell var alle uddannede fra United States Naval Academy; Borman var i undertal.
Borman og Lovell ankommer til bjærgningsfartøjet, hangarskibet USS Wasp
Da Schirra og Stafford trak sig væk og vendte tilbage til Jorden, havde Borman og Lovell stadig tre dage tilbage, i et rum på størrelse med forsædet på en lille bil. Borman begyndte at håbe på, at noget ville gå galt og undskylde en tidlig hjemkomst. Endelig, den 18. december, var det tid til at vende tilbage. De to astronauter var pumpet op ved hjælp af det stimulerende middel dexedrin. Genindflyvningen blev gennemført fejlfrit, og Gemini 7-rumskibet sprang ned 10,3 km fra bjærgningsfartøjet, hangarskibet USS Wasp. Borman havde aldrig været på et hangarskib før og var imponeret over dets størrelse. Borman blev tildelt NASA’s Exceptional Service Medal for denne mission og blev forfremmet til oberst. Som 37-årig var han den yngste fulde oberst i luftvåbnet.
Projekt ApolloRediger
Apollo 1Rediger
I planlægningen af Projekt Apollo udpegede Slayton nye besætninger under kommando af de erfarne astronauter, der havde haft kommandoen over de tidlige Gemini-missioner. På missioner med et månemodul skulle seniorpiloten (senere kendt som kommandomodulets pilot) også være en erfaren astronaut, da han skulle flyve kommandomodulet alene. Borman fik til opgave at være backup på den anden mission, en jordomløbsmission uden et månemodul. Derefter skulle han tage kommandoen over den fjerde mission, en mission i mellemlang jordomløb med et månemodul. Han fik Charles Bassett som seniorpilot og Bill Anders som pilot (senere kendt som månemodulets pilot); det var meningen, at Bassett skulle flyve på Gemini 9, men han døde i det flystyrt, der også kostede See livet. Borman fik derefter Stafford som seniorpilot og Collins som pilot. Efterfølgende fik Stafford sin egen besætning, og Anders blev overflyttet til Bormans besætning. Da Collins havde erfaring med rumflyvning på Gemini 10, blev han seniorpilot. Den anden mission blev afbrudt, men Bormans forblev uændret, selv om det nu skulle være den tredje mission, og han havde ikke noget ansvar for backup. Valget af besætning blev officielt annonceret i en pressemeddelelse fra NASA den 22. december 1966.
De forkullede rester af Apollo 1 kabinens indre
Den 27. januar 1967 blev besætningen på den første Apollo-mission med besætning (Apollo 1 – dengang betegnet AS-204), Gus Grissom, Ed White og Roger B. Chaffee dræbt i en brand om bord på deres kommandomodul. Efter denne dødelige ulykke fik AS-204 Accident Review Board til opgave at undersøge de grundlæggende årsager til branden og at anbefale korrigerende foranstaltninger. Borman blev valgt som den eneste astronaut til at sidde med i det ni medlemmer store undersøgelsesudvalg. Han inspicerede det udbrændte kommandomodul og kontrollerede positionerne på afbrydere og afbrydere. I april 1967 var Borman, mens han sad i udvalget, en af de fem astronauter, der vidnede for det amerikanske Repræsentanternes Hus og det amerikanske Senats udvalg, der undersøgte branden i Apollo 1 (de andre var Shepard, Schirra, Slayton og McDivitt). Borman blev udsat for hårde og til tider fjendtlige afhøringer. Bormans vidneudsagn var med til at overbevise kongressen om, at det ville være sikkert at flyve med Apollo igen. Han fortalte dem: “Vi forsøger at fortælle jer, at vi har tillid til vores ledelse, til vores teknik og til os selv. Jeg tror, at spørgsmålet i virkeligheden er: Har I tillid til os?”
I kølvandet på katastrofen trådte Joe Shea tilbage som leder af Apollo-projektet. Robert Gilruth, direktøren for MSC, tilbød stillingen til Borman, som afslog den. Jobbet blev givet til Gilruths stedfortræder, George Low; Borman accepterede en midlertidig ansættelse på North American Aviation-fabrikken i Downey, Californien, hvor kommandomodulerne blev fremstillet, for at føre tilsyn med gennemførelsen af anbefalingerne fra AS-204 Accident Review Board. Borman blev tvunget til at konfrontere en af de grundlæggende årsager til katastrofen: den naturlige spænding mellem at få arbejdet gjort færdigt til tiden og at bygge rumfartøjet så godt som muligt.
Borman skændtes med testpiloten Scott Crossfield, der var ansvarlig for sikkerhedsteknikken hos North American, om udformningen af et effektivt iltsystem i nødstilfælde. Borman nægtede at acceptere designet, fordi det ikke beskyttede besætningen mod skadelige dampe. Crossfield modsatte sig derefter leveringen af North Americas S-II, andet trin af Saturn V-måneraketten, som Crossfield anså for usikker. Borman meddelte ledelsen hos North American, at han ikke kunne arbejde sammen med Crossfield, og Crossfield forlod til sidst selskabet. En ombygget luge, der gjorde det muligt for astronauterne at komme ud på få sekunder i stedet for minutter, øgede rumskibets vægt med 680 kg (1.500 pund). Faldskærmene måtte omdesignes for at sikre, at de kunne holde til den ekstra vægt, og en ny afprøvning af dem kostede 250.000 dollars. Dette førte til et sammenstød med George Mueller, som mente, at omkostningerne var for høje.
Apollo 8Rediger
Borman forbereder Apollo 8 på opsendelsesdagen
Bormans testmission af månemodulet i mellemlangt kredsløb om Jorden var nu planlagt som Apollo 9 og foreløbig planlagt til begyndelsen af 1969, efter en i lavt kredsløb om Jorden, som McDivitt havde kommanderet i december 1968. Besætningsopgaverne blev officielt annonceret den 20. november 1967, men i juli 1968 pådrog Collins sig en diskusprolaps i halshvirvelsystemet, som krævede en operation for at blive udbedret. Han blev erstattet af Lovell i juli 1968, hvorved Borman blev genforenet med sin Gemini 7-besætningskammerat. Da Apollo 8’s LM-3 ankom til KSC i juni 1968, blev der opdaget mere end hundrede betydelige defekter, hvilket fik Gilruth til at konkludere, at der ikke var udsigt til, at LM-3 ville være klar til at flyve i 1968.
I august 1968 foreslog Low som svar på en rapport fra CIA om, at Sovjet overvejede at flyve forbi månen inden årets udgang, en dristig løsning for at holde Apollo-programmet på sporet. Da det næste kommando- og servicemodul (CSM) (benævnt “CSM-103”) ville være klar tre måneder før LM-3, kunne en mission udelukkende med CSM flyves i december 1968. I stedet for at gentage flyvningen med Apollo 7 kunne den sendes til Månen og komme ind i månens kredsløb, inden den vendte tilbage til Jorden. Det betød også, at man kunne undvære missionen i mellemlangt kredsløb om Jorden, så man kunne overholde tidsplanen for en månelanding i midten af 1969. Med ændringen af missionen for Apollo 8 spurgte Slayton McDivitt, om han stadig ønskede at flyve den. McDivitt takkede nej; hans besætning havde brugt meget tid på at forberede sig på at teste LM’en, og det var det, han stadig ønskede at gøre. Da Borman blev stillet det samme spørgsmål, svarede han uden tøven “ja”. Slayton besluttede derefter at bytte besætningerne og rumfartøjerne på Apollo 8- og 9-missionerne.
Jordopgang, taget den 24. december 1968 af Apollo 8-astronaut Bill Anders
Apollo 8 blev opsendt kl. 12:51:00 UTC (07:51:00 Eastern Standard Time) den 21. december 1968. På den anden dag vågnede Borman og følte sig syg. Han kastede op to gange og fik et anfald af diarré; dette efterlod rumfartøjet fuld af små kugler af opkast og afføring, som besætningen ryddede op så godt de kunne. Borman ønskede ikke, at nogen skulle vide noget om sine medicinske problemer, men Lovell og Anders ønskede at informere Mission Control. Apollo 8-besætningen og Mission Controls medicinske personale konkluderede, at der ikke var noget at bekymre sig om, og at Bormans sygdom enten var en 24-timers influenza, som Borman troede, eller en negativ reaktion på en sovepille. Forskere mener nu, at han led af rumtilpasningssyndromet, som rammer omkring en tredjedel af astronauterne i løbet af deres første dag i rummet, mens deres vestibulære system tilpasser sig vægtløsheden. Rumtilpasningssyndromet var ikke forekommet på Mercury- og Gemini-missionerne, fordi disse astronauter ikke kunne bevæge sig frit i de små kabiner i disse rumfartøjer. Den øgede kabineplads i Apollo-kommandomodulet gav astronauterne større bevægelsesfrihed, hvilket bidrog til symptomer på rumsyge.
Den 24. december gik Apollo 8 i kredsløb om månen. Besætningen foretog ti kredsløb om Månen på tyve timer, inden de vendte tilbage til Jorden. Missionen er kendt for det fotografi af Bill Anders, som Bill Anders tog af jorden, der steg op over månens horisont, mens kommandomodulet var i kredsløb om månen, og for den tv-oplæsning fra Genesis i månens kredsløb, som blev udsendt til verdensomspændende udsendelse. Omkring seks uger før opsendelsen havde NASA’s vicedirektør for offentlige anliggender, Julian Scheer, fortalt Borman, at en tv-udsendelse var planlagt til dette tidspunkt, og han foreslog, at de skulle finde noget passende at sige. Borman havde rådført sig med Simon Bourgin, der arbejdede for United States Information Agency, og som havde ledsaget Borman og Lovell på en goodwill-tur i Fjernøsten efter Gemini 7-missionen. Bourgin rådførte sig på sin side med Joe Laitin, en tidligere journalist fra United Press International, som foreslog, at Apollo 8-besætningen skulle læse fra Første Mosebog. Teksten blev transskriberet på brandsikkert papir til udsendelsen. “En af de ting, der virkelig var historisk”, spøgte Borman senere, “var, at vi fik den gode katolik Bill Anders til at læse fra King James-versionen af Bibelen.”
Borman taler til besætningen på USS Yorktown efter en vellykket nedsænkning og bjærgning
Apollo 8-rumskibet sprang ned i mørket kl. 10:51:42 UTC (05:51:42 EST) fredag den 27. december. Borman havde argumenteret for dette; en landing i dagslys ville have krævet, at man skulle have kredset om Månen mindst tolv gange, og Borman mente ikke, at det var nødvendigt. Da rumfartøjet ramte vandet, trykkede Borman ikke hurtigt nok på kontakten til at udløse faldskærmene. De slæbte rumfartøjet over og efterlod det på hovedet. I denne position kunne det blinkende lysfyr ikke ses af bjærgningshelikopterne. Borman pustede sækkene i rumskibets næse op, hvorefter det rettede sig selv op. Missionens grundregler krævede en bjærgning i dagslys, så besætningen måtte vente 45 minutter til den lokale solopgang, før frøfolkene kunne åbne lugerne. Borman blev søsyg og kastede op, og han var glad, da han kunne blive taget om bord på bjærgningsskibet, hangarskibet USS Yorktown.
Apollo 8 kom i slutningen af 1968, et år, der havde været præget af mange omvæltninger i USA og det meste af verden. De var de første mennesker, der nogensinde havde været i kredsløb om et andet himmellegeme, efter at have overlevet en mission, som selv besætningen selv havde vurderet, at der kun var en fifty-fifty chance for at lykkes fuldt ud. Effekten af Apollo 8 blev opsummeret i et telegram fra en fremmed, som Borman modtog efter missionen, og som ganske enkelt lød: “Tak Apollo 8. I reddede 1968.”
Besætningen blev tildelt ticker tape-parader i New York, Chicago og Washington, D.C., hvor de blev tildelt NASA’s Distinguished Service Medal, som blev overrakt af præsident Lyndon B. Johnson. Borman blev også tildelt Air Force Distinguished Service Medal. Herefter blev Borman sendt på en goodwill-tur rundt i Europa med det sekundære formål at få mere at vide om andre NATO-landes rumprogrammer. Han blev ledsaget af Bourgin og Nicholas Ruwe, den assisterende protokolchef i Udenrigsministeriet. Borman mødtes med dronning Elizabeth II, prins Philip og en teenageprinsesse Anne på Buckingham Palace i Storbritannien, med præsident Charles de Gaulle i Frankrig, pave Paul VI i Rom og kong Baudouin og dronning Fabiola af Belgien.
Apollo 11Rediger
Rumfartsjournalisten Andrew Chaikin hævder, at Borman efter Gus Grissoms død blev Slaytons valg efter Slaytons død til at lede det første forsøg på månelanding. I efteråret 1968 tilbød Slayton kommandoen over den første landing til Borman, som takkede nej til det. Længe før Apollo 8 lettede, havde Borman besluttet, at det ville blive hans sidste flyvning, og at han ville gå på pension i 1970. Efter tyve års tjeneste i luftvåbnet ville han være berettiget til pension. Borman fortalte en interviewer i 1999, at “min grund til at gå med i NASA var at deltage i Apollo-programmet, måneprogrammet og forhåbentlig at slå russerne”. Jeg har aldrig set på det med henblik på nogen individuelle mål. Jeg ønskede aldrig at være den første person på Månen, og ærligt talt, så vidt jeg var bekymret, var missionen slut, da Apollo 11 var forbi. Resten var glasur på kagen.”
Borman (i midten) i det ovale kontor under Nixons opkald til Apollo 11-astronauterne på Månen
I forbindelse med Apollo 11-missionen til månelandingen i juli 1969 blev Borman udpeget som NASA’s forbindelsesperson til præsident Richard Nixon i Det Hvide Hus. Han overværede opsendelsen fra præsidentens kontor. Nixon havde oprindeligt forberedt en lang tale, som han skulle læse op for astronauterne på Månen under et telefonopkald, men Borman overtalte ham til at holde sine ord korte og upartiske. Han overtalte også præsidenten til at undlade at spille “Star Spangled Banner”, hvilket ville have krævet, at astronauterne skulle spilde to og et halvt minut af deres tid på overfladen på at stå stille. Han ledsagede præsidenten i Marine One, da den fløj til bjærgningsskibet, hangarskibet USS Hornet, for at møde besætningen fra Apollo 11 ved deres hjemkomst.
I juni 1970 trak Borman sig tilbage fra NASA og det amerikanske luftvåben som oberst. For sine tjenester som astronaut tildelte luftvåbnet ham Distinguished Flying Cross og Legion of Merit. I august påbegyndte han endnu en særlig præsidentmission, en verdensomspændende rundrejse for at søge støtte til frigivelse af amerikanske krigsfanger, der blev tilbageholdt af Nordvietnam. Efter afslutningen af sin 25-dages mission til 25 lande briefede Borman Nixon den 1. september i det vestlige Hvide Hus i San Clemente, Californien. Selv om missionen ikke var en stor fiasko, kunne hans berømmelse ikke kompensere for hans mangel på politisk erfaring og gravitas. Den 22. september mødte han i sin egenskab af præsidentens udsending op til et usædvanligt fælles møde i Kongressen, der blev afholdt på anmodning af National League of Families of American Prisoners and Missing in Southeast Asia (den nationale liga af familier til amerikanske fanger og savnede i Sydøstasien). Han bemærkede, at krigsfangerne blev behandlet dårligt, og opfordrede Kongressen til “ikke at svigte jeres landsmænd, som har givet så meget for jer.”
Borman udførte endnu en opgave for militæret. I 1976 var der en stor snydeskandale på West Point. Fakultetet bemærkede bemærkelsesværdigt ens svar på en eksamensopgave til Electrical Engineering 304, et obligatorisk kursus, som var blevet givet til over 800 kadetter, som skulle udfylde den på egen hånd. Snyd var en overtrædelse af kadetternes æreskodeks, og snydere kunne blive bortvist. Kadetterne blev retsforfulgt af 12 medlemmers æresnævn af kadetter, der fungerede som nævningejuryer; men systemet var tilbøjeligt til at blive misbrugt, og dem, der blev frikendt efter appel til de fem medlemmers appelnævn af officerer, der fungerede som domstole, blev ofte straffet med “tavshed”, en form for udstødelse. Borman blev udpeget til at lede en særlig kommission, der skulle undersøge sagen og aflægge rapport til hærministeren. Til sidst blev 92 kadetter genindtaget og dimitterede med årgang 1978; mere end 60 andre afslog tilbuddet om amnesti og valgte at fuldføre deres uddannelse et andet sted.
Bormans søn Frederick fra West Point-klassen fra 1974 blev beskyldt for at tage imod bestikkelse. Det blev påstået, at han, mens han var medlem af et udvalg for kadetternes æreskodeks, havde accepteret et beløb på 1.200 dollars for at løse en sag, der involverede to kadetter, der var anklaget for at snyde. Frederick blev frikendt for alle anklager efter at have taget en løgnedetektortest. Bormans yngre søn, Edwin, fra West Point Class of 1975, blev også beskyldt for uregelmæssigheder, men der var ingen beviser til støtte for beskyldningerne, og de blev afvist.