冷战时期的20世纪50年代末，向来被西方认为技术落后的苏联，由于接连几次成功地发射了洲际导弹、人造卫星和月球火箭，竟一鸣惊人地超过了美国。震动了西方世界。
而与此成鲜明对照的是，美国研制中的“宇宙神”
洲际导弹却一再发射失败和爆炸，很不争气。一向傲气十足的美国，眼睁睁地看着前苏联的头目赫鲁晓夫手里挥舞着洲际导弹，嘴里狂叫着氢弹的神威，实在是心不甘而力不足。更使美国人胆战心惊的是，苏联的洲际导弹的数目据美国情报部门的估计，从1959年到1961年已迅速增加到140枚。显然，核导弹像达摩克利斯剑一样悬在美国人的头顶上，他们能不紧张着急吗？！
正在这时，美国开始试验“发现者”侦察卫星。这种卫星携带一台照相机，可在太空对地面拍摄后再将胶卷收回来。美国原先只打算试一试这种太空照相和回收胶卷的可能性的，并没指望用它来获得情报。然而出人所料，收回的胶卷所拍摄的图像比想象的要清楚得多。
更让美国人喜出望外的是，从卫星拍摄的照片上发现，苏联的洲际导弹到1961年总共不过14枚，仅是估计数目的十分之一。处于一场虚惊之中的美国人，这时才大大地松了一口气。
“发现者”卫星出乎意料地揭破了苏联的所谓核导弹威胁的真相，但更重要的是美国人发现了侦察卫星本领不凡，大有用场。于是，美国人马上决定加速研制和发射侦察卫星，并开始转入秘密状态，不再把有关消息公布于众。不久，美国研制的侦察卫星便应运问世了。
而前苏联也不甘示弱。虽然它当时热衷于发展载人航天技术，目的在于哗众取宠，扩大政治影响，但也发现侦察卫星大有油水可捞，并能获取美国的军事机密。
于是，从1962年起也开始发射“宇宙号”秘密卫星。
从“发现者”到“大鸟”卫星
1959年2月28日，美国加利福尼亚州范登堡空军基地耸立着一枚高大的火箭，它那圆锥形的顶端里就装载有世界第一颗侦察卫星——美国“发现者”侦察卫星。
当倒数计数到零时，巨型火箭便呼啸着将这颗带有照相设备的卫星送入了太空轨道。
从1959年2月到1962年2月，三年内美国共发射38次“发现者”侦察卫星，其中三分之一没有进入轨道，只有三分之一回收胶卷成功。但是，它所拍摄的照片为美国提供了重要情报，也使美国尝到了这种现代侦察手段的“甜头”，从而不遗余力地发展侦察卫星。
1960年10月，美国又发射了另一种侦察卫星“萨摩斯”。这种侦察卫星的本领比“发现者”卫星有过之而无不及。它在太空运行中可以进行大量的录音和录像，为美国提供重要的军事情报。“萨摩斯”侦察卫星获取情报的手段可高明多了，例如它在前苏联和我国的上空轨道上飞行一圈所收集到情报比一个最老练、最有见识的间谍花费一年时间所收集的情报还要多上几十倍呢！
到了1972年，美国和前苏联这两个超级大国相互签订了第一阶段限制战略武器（诸如洲际弹道导弹、远程轰炸机和发射导弹的潜艇）的协定，可是事后双方却在大规模地发展新的战略武器。尤其是前苏联，竟后来居上。这就是说，双方都把限制条约当成一张废纸，暗中却做手脚，只限制对方，不限制自己，以期在战略武器方面取得压倒对方的优势。
面对这种情况，美国心里当然明白，必须采取措施来监视对手的动态。然而，采用什么办法进行监视呢？
美国过去在伊朗北部境内设有两座电波地面监测站。这两座监测站不仅设备先进，而且非常接近前苏联在中亚的洲际导弹发射试验场。尤其是卡鲁班这座有巨型监听天线的监测站，几乎等于设在了前苏联边境，这简直像是把耳朵伸进了对手的铁幕。当前苏联的导弹从中亚射向堪察加半岛时，美国可以从监测站收到有关的情报资料。但是，好景不长。后来随着伊朗政局的变化，这两座监测站被迫关闭了。
另外，美国在土耳其也有类似的监测站，但距前苏联较远，又为群山所阻，其监听效果较差。
因此，当伊朗的监测站关闭之后，美国首先就想到利用侦察卫星来监视前苏联，以迫使它履行条约。
此后不久，美国就由“大力神”火箭在加州的范登堡空军基地发射了巨型的“大鸟”侦察卫星。这颗卫星在太平洋上空进入一个接近北极圈的轨道。它经过南北极环绕地球一周需用一个半小时，而地球则在“大鸟”
的“眼皮”底下旋转。“大鸟”居高临下，可清楚地看到地球上所有的地区。
“大鸟”不知疲倦，甚至黑夜里也睁着眼睛注视着地球。它在约16万米的高空绕地球旋转，每隔一段时间报告一次所监视的情况，可连续监视几个月。
不过，“大鸟”卫星所作的只是概略的报告，而它的主要工作是拍摄数以千计的黑白照片，也可以特写镜头拍摄彩色照片，甚至红外线照片。这些照片，通常在卫星上自动冲洗后，像电视广播那样以电波迅速送回地球。由分布在世界各地的美国卫星接收站接收；当有重大决定时，可命令“大鸟”将原时片用特制的包裹投回到地面。当包裹下坠到最后一程时，以夏威夷为基地的具有特殊装备的飞机就赶去捕捉。
“大鸟”卫星传送回来的照片非常清晰。将照片放大后，能清楚地辨认出地面上很小的物体。这就是说，一个受过训练的技术人员能从一张16万米以外拍摄的照片中辨认出一个比网球略大的物体。
这种侦察卫星以每小时2880公里的速度绕地球运行。它所拍摄的每张照片的范围之大，相当于新英格兰（美国东北部6个州的总称）的面积的一半，而且在几分钟内就能把照片送回地球。美国设在地面上的情报中心利用电脑整理分析这些照片，从而可保证在出现任何紧急情况时能迅速作出反应。
更为方便的是，如果对侦察的某些地方的情况有怀疑，侦察卫星上所备具的火箭装置在接到地面指挥站的信号后，即可改变轨道，迅速到达指定的地点上空进行侦察。
“大鸟”侦察卫星的确是身手不凡。1973年10月中东战争期间，“大鸟”侦察卫星拍摄了埃及二、三军团的接合部没有军队设防的照片，并将此情报迅速通报给以色列，以军装甲兵部队便偷渡过苏伊士运河，一下子切断了埃军的后勤补给线，从而将劣势转为优势。
目前，在太空已经有16只“大鸟”在展翅“飞翔”，并以它那雄鹰般的锐眼虎视眈眈地注视着地球上不同的角落，随时向美国提供所需要的情报。
震惊莫斯科的侦察卫星
20世纪70年代以来，美国和前苏联两个超级大国都在大力发展侦察卫星，以便在高空进行侦察或拍摄对方国境内的一切军事行动或武器装备。
在防备美国侦察卫星方面，前苏联一向掌握着美国人造卫星的有关资料，了解每颗卫星的性能，甚至能计算出它们飞到苏联上空轨道的时间。然而，“智者千虑，必有一失”，克里姆林宫的头目们竟被美国的一颗侦察卫星所震惊，原因是出了一个大错误。当发觉这个大错误的时候，许多秘密武器早已被美国的这颗侦察卫星拍摄了大量照片。这真是哑巴吃黄连，有苦难言。
原来，1976年美国中央情报局在范登堡空军基地又发射了一颗最先进的第五代照相侦察卫星“KH-11”，俗称“锁眼”侦察卫星。这颗卫星的发射是太空间谍战的一个重大突破，因为“锁眼”卫星属于“数字图像传输型的实时照相侦察卫星”。它不用胶卷，而是由卫星上的“成像遥感器”通过扫描方法拍摄地面场景图像，并将这些“高品位远距照相电视信号”采用数字图像的传输方式，传输到地面卫星接收站。这样，美国华盛顿的国家图像判读中心就能立即了解到有关各个方面的瞬时变化的情况。前苏联的人造卫星电脑追踪站虽然日夜监视美国的侦察卫星，但前苏联的军方及情报部门由于对“锁眼”这种新型侦察卫星不了解，错误地认为它是一颗不会拍照的卫星，因而许多军事设施都没有隐蔽起来，甚至连导弹发射井的井口也没有掩盖，结果至少有15个月的时间里，许多军事秘密都****裸地暴露在“锁眼”侦察卫星的遥摄镜头之下，让美国情报机关得到了许多高度机密的照片。
1977年末，前苏联有关人员从美国中央情报监视组一名主任手中，购得了“锁眼”侦察卫星操作性能的文件，代价是3000美元。文件到手，经仔细一研究，才大吃一惊，觉察到对这颗卫星的性能估计错了，但已无法挽回巨大的损失。至于美国方面，虽然“锁眼”卫星的有关文件落在苏联人手中（已对出卖卫星文件的那名主任判刑监禁），但也无大害。因为，苏联人是无法阻止它继续拍照的，只能想办躲避这个厉害的家伙。
这颗使莫斯科震惊的“锁眼”侦察卫星，于1990年初拍摄到利比亚首都的黎波里附近的一座正在兴建的神秘工厂，据专家反复分析照片认为，这是一座化学武器工厂，许多国家便纷纷予以谴责。但利比亚否认此事，说这是一家普通的制药厂。事隔不久，这家工厂被一场无情的大火化为灰烬。于是，利比亚便发表声明，谴责美国间谍卫星和纵火间谍的破坏活动。
目前，美国已发射了5颗“锁眼”侦察卫星，它是当今侦察卫星中的佼佼者，性能相当先进。
美国从1980年代起已着手研制新的侦察卫星。这种新卫星系统将利用最先进的雷达设备，实现全天候的昼夜侦察。也就是说，利用电脑把雷达讯号提高，变成雷达造影，可以穿透云雾和黑暗，甚至还可能发展成具有穿透建筑物的能力。
多功能的电子侦察卫星
1962年，美国发射了“侦察号”电子侦察卫星。这种侦察卫星能在很宽的频段内对无线电系统进行侦察。
当时，它在一天中可以两次飞越莫斯科上空，并能把截获到的无线电信号储存起来。当卫星运行到预定地域的上空时，又会自动将情报用无线电发回地面，或用回收舱送回地面。美国情报部门就常用这种侦察卫星来截收苏军总部发往世界各海上舰队的秘密电波。
1973年，美国又发射了一颗叫做“流纹岩”的电子侦察卫星，主要用它来截获和窃听前苏联试验发射洲际导弹及发射核潜艇导弹的电子讯号。这种卫星可以同时监听11000次电话或步话机通话。在澳大利亚和英格兰都设有专门接收“流纹岩”电子侦察卫星传输无线电信号的地面卫星接收站。
电子侦察卫星是个多面手，具有多种功能。它既能截获敌方预警、防空和反导弹雷达的信号及位置数据，以及敌方战略导弹试验的遥测信号，又能有效准确地探测敌方军用间谍电台的位置。不仅如此，它还可以直接与谍报人员进行联系和发送电文。1977年4月，伊朗反间谍部门就逮捕了一名叫拉巴尼的间谍。他就是利用电子侦察卫星在飞越当地上空时，接收这颗间谍卫星发送给他的密码电文。由于在接收密码电文时，拉巴尼没有隐蔽好他的卫星接收天线而被反间谍部门发现，突然冲进密室将他抓获。
更为引人注目的是，电子侦察卫星还有一种特殊的“跟踪人”的本领。只要情报人员把一种“显微示踪元素”
或“电子药丸”加在特制的食物和饮料中让某个人吃下去，那么，当电子侦察卫星飞到这个人所在的区域时，卫星上的电子和摄影仪器便会对这个人进行跟踪，无论这个人走到那里或躲藏在那里，都无法摆脱卫星的跟踪。
美国从1960年代初开始发射电子侦察卫星，到1982年底共发射了78颗。这种侦察卫星通常有两种，即普查型和详查型。普查型电子侦察卫星体积较小，如美国的PH-11电子侦察卫星仅高0.3米，直径0.9米。
它的外形为八面柱体，重量约为60公斤。由于它小巧玲珑，往往是在发射其他较大的卫星时把它捎带上一起发射，所以也将它叫做“搭班车间谍卫星”。详查型电子侦察卫星相对来说体积较大，也比较重，能对地面进行较详细的侦察。美国于1962年发射的“侦察号”电子侦察卫星就属于这一种侦察卫星。它重约1000公斤，能在很宽的频段内对无线电系统进行侦察。上面提到的“流纹岩”电子侦察卫星，也是一种详查型电子侦察卫星。
前苏联是从60年代中期开始发射电子侦察卫星的，到1982年底共发了134颗。这些侦察卫星的外形多为椭球体或圆柱体，通常对它们采用“混杂多颗组网法”
使用，即在同一轨道内发射4～8颗电子侦察卫星，当一颗卫星飞过去后，紧接着又飞过来一颗，可以接力式地连续进行通信窃听，并能与世界各地的苏联间谍保持无线电联系。
侦察导弹发射的预警卫星
现代战争中最厉害的武器——洲际弹道核导弹从发射井呼啸而出后，只要30分钟就能击中8000至12000公里外的目标。为了防止这种突然袭击，就要求有一种武器能在导弹到达目标前侦察到攻击导弹，并发出战略预警，使人们及早进入防空洞或者发射反弹道导弹在大气层外拦截和撞毁敌方导弹。这项重任责无旁贷地落在“导弹预警卫星”的身上。
美国早在1958年就开始研制导弹预警卫星。1966年，制订了著名的“647”预警卫星计划（也叫防御支援计划卫星）。这种预警卫星外形为一圆柱形星体，主要侦察装置是一个直径为0.91米的大型红外望远镜。而红外望远镜由2000多个硫化铅做成的红外敏感元件组成，能在零下80摄氏度的条件下正常工作。
从1971年美国投入使用“647导弹预警卫星”以来，它已探测到前苏联、法国和中国的1000多次导弹试验。
卫星上的探测器在敌方导弹发射90秒钟之内，便能探测到起飞的导弹，并在3至4分钟内把探测到的各类信息传输到美国夏延山上的北美防空司令部。
1967年，前苏联首先发射了导弹预警卫星。这种卫星既能“看”到美国中西部的戴维斯——蒙森、小石城的“大力神”导弹发射基地和马姆斯特罗姆、沃伦的“民兵”导弹发射基地，又能随时与指挥中心保持通信联系。
用这种大椭圆轨道的预警卫星每天可以进行14小时的监视。因此，如果同时使用2～3颗这种卫星就可以进行全天候的环球监视了。
从1967年到80年代末，前苏联共发射了30多颗导弹预警卫星，与美国在太空中展开了激烈的侦察之战。
目前，新一代导弹预警卫星主要是采用一种“凝视”
型红外探测器。这种探测器含有几百万个敏感元件，而每个敏感元件负责凝视盯住地球表面的每个地区。这样，只要某个地区有导弹发射，导弹尾部喷出的火舌便会被导弹预警卫星上某一部位的敏感元件感测到，紧接着就自动进行报警。
探测核爆炸的侦察卫星
1979年9月22日，一颗在地球上空11万公里遨游的美国侦察卫星发现非洲南部有一种神秘的闪光，而且在1秒钟内连续闪动了两次。到10月底，美国便发表了一项声明，宣称非洲这一地区发生了一次2000～4000吨级的核爆炸。可是，处于这一地区的南非却否认与他们有关。然而，无论如何否认也无法否认掉这颗侦察卫星侦察的可靠结果。
这颗侦察卫星，就是美国于1971年发射的“核爆炸探测卫星”——“维拉”号（拉丁语，“监督者”的意思）。它上面有20多个探测器，可以探测核爆炸时产生的X 射线，还能计算出核爆炸时产生的中子数目和记录核爆炸火球的闪光及电磁脉冲。只要地面上或空中有核爆炸出现，卫星上的仪器就能感觉到，并向地面站发出信息。根据卫星收到信号时的位置，还可大致估计出核爆炸的地点。
“维拉”号核爆炸探测卫星的轨道高度约为10～11万公里。为了避免宇宙射线影响探测器而发出假警报，卫星都是成对发射。这是因为宇宙射线同时触发两颗卫星的探测器的可能性很小，从而避免假警报的出现。
从1971年以后，美国和前苏联再也没有发射过核爆炸探测卫星，而是将探测器装在同步轨道上的预警卫星上。但是同步轨道预警卫星侦察不到靠近地球南北两极的高纬度地区的核爆炸，因而将来可能在全球导航定位系统的所有卫星上安装能探测核爆炸的仪器。