美國人經過多次失敗才成功地實現了世界上第一次回收照相偵察衛星。1959年1月21日，美國在加州的範登堡空軍基地成功地發射了一枚帶有“日冕”間諜衛星的巨型火箭，但火箭上段幾個小火箭發生技術故障，導致整個發射失敗。查找故障原因後，美國於2月28日又發射一顆“日冕”（“發現者”1號）衛星。為了減少損失，這顆衛星沒有放置相機和回收艙，衛星飛到了150千米高的軌道上。4月13日，間諜衛星的第三次發射，因回收艙放錯了位置而無法執行任務。6月和8月又分別連續進行了兩次發射，全都失敗。第十次試射更為悲慘，火箭剛點火升空，便猛地發生爆炸，整個衛星係統被炸得粉碎。直到1960年4月15日，“日冕”間諜衛星第十一次發射，衛星進入了太空軌道，星上的新型柯達膠卷開始發揮作用，但回收艙返回地球時出了問題，回收失敗。
1960年8月10日，“發現者”13號衛星在正常運行一天後，在軌道上接收地麵指令控製，彈射出一個載人大氣層的密封艙，回收艙也成功地返回了地球，降到了太平洋夏威夷西北330海裏的洋麵上，成為人類航天史上第一個回收成功的偵察衛星。回收式（也叫返回式）照相偵察衛星，是按地麵指令或者按程序自動在預定目標區上空拍攝照片，把膠卷保存在回收艙內，等衛星飛回到回收區，回收艙與星體分開，降落到空中、地麵或者海上，進行回收。但這次發射沒有帶照相機和膠卷，隻帶了美國國旗。1960年8月18日發射的“發現者”14號衛星，回收膠片艙成功。一次飛行拍攝的蘇聯國土總麵積相當於U-2偵察飛機飛行24次獲得的總和。1995年2月24日，美國副總統戈爾在中央情報局公布的4幅間諜衛星絕密照片，其中一幅就是1960年8月18號回收的、分辨率為15米的蘇聯遠東地區一個軍用機場跑道。
後來，回收間諜衛星發展很快，應用很廣，回收間諜衛星的膠片艙發展成多個，並且可分次回收。但這種直接回收膠片艙的回收方式獲取情報慢，所以在間接回收偵察衛星發展起來之後，回收膠片艙偵察衛星的應用就逐漸減少了。間接回收偵察衛星是在衛星上將照片轉換成無線電信號發送回地麵，地麵接收站再將它轉換成圖像；或者在衛星上用諸如電視攝像機遙感器拍攝圖像，變成無線電信號傳送回地麵。
蘇聯“旅行者”1號人造地球衛星
1957年10月4日，在哈薩克大草原上的科拜努爾衛星發射場，蘇聯成功地發射了世界上第一顆人造地球衛星。這顆人造地球衛星叫“旅行者”1號，是鋁合金造的圓球，直徑58厘米，重836千克。它的裏麵有兩台無線電發射機，外麵裝有兩對4根天線，每間歇03秒發射持續03秒的無線電信號。它在太空飛行的軌道最近距地球表麵2285千米，最遠為9641千米，總共工作92天，飛行6000萬千米後，於1958年1月4日隕落。
在現在的技術水平上看“旅行者”1號衛星，質量很小，儀器設備簡單，壽命也很短，但它是第一個與地球引力進行強有力挑戰的勝利者，是世界上第一個由人類派出去的遨遊太空的使者。它的成功證明了人類能夠衝出地球引力的束縛，也拉開了人類航天活動的序幕。
在20世紀50年代，當時世界兩個超級大國相互競爭，特別是在軍事技術方麵的競爭十分激烈。1955年，美國政府宣布，將在1957年的國際地球物理年發射一顆人造地球衛星。當時的蘇聯領導人赫魯曉夫立即召開緊急會議，任命火箭總設計師謝爾蓋·科羅廖夫負責人造地球衛星的研製、發射工作，並要求一定要搶在美國前麵。為保證人造地球衛星發射成功，科羅廖夫提出人造地球衛星采用裏麵裝上發報機的空心球，並決定采用三級火箭進行發射。科羅廖夫和他的同事夜以繼日地工作，終於成功地發射了世界上第一顆人造地球衛星，在世界上產生了巨大的震動和影響。美國匆忙於1957年12月4日發射自己的第一顆人造地球衛星，但點火後兩秒鍾就爆炸了，直到1958年2月1日，才由已加入美國國籍的原德國火箭專家布勞恩研製的“丘比特”C號火箭，將一顆14千克的人造地球衛星“探險者”1號送上地球軌道。