苏联卫星的上天对美国来说，无疑是令它备感羞辱的失败，也许这是冷战时期最艰难的一段时期。但卫星上天也在客观上促使美国发生了重大转变，它使美国太空计划发展变得更加紧迫和动力十足：科教领域吸引了更多的关注并得到了联邦政府的支持，这一趋势一直持续到20世纪的后半个世纪。在与世隔绝的绝密军事研究中，苏联卫星是一次飞跃式的发展，它不久就带来了美国在航天技术上大量的资金投入和持久的关注。在获取苏联卫星情报的三天后，艾森豪威尔总统就开始为推动五角大楼发展间谍卫星而努力。
从美国在21世纪取得的优势、在冷战时期知识上处于领先的地位、成功登陆了月球，而且在科技领域遥遥领先于苏联的种种情况来看，人们很难理解苏联卫星会给美国带来恐惧。但这一次，苏联仅凭此一击就在科学和军事技术方面，尤其是在具有潜在决定性意义的太空领域超过了美国。随后的1957年秋天，在佛罗里州达卡纳佛罗角发射的一枚卫星在点火两秒钟后在发射台上发生爆炸，损失惨重，这是美国卫星发射首次失败，这进一步加剧了美国的自卑感。
“它在空中噼啪作响，”詹姆斯·齐连后来回忆道，“苏联卫星造成了信心危机，横扫了整个国家，就像森林大火一样。一夜之间，恐惧迅速扩张，人们觉得我们的国家是在苏联战争机器的怜悯下苟且偷生，而美国政府和它的军队却轻易失去了保卫自身家园的能力，更不用说要维持美国在国际舞台上的威信和领导地位了。科学、技术、教育等领域的信心也在瞬间消失了。”
国外的反应也十分强烈。美国信息管理局在苏联卫星开始长途旅行后清晰地表述了这一点。这一机构的情报研究部门报告称，美国的威信受到了“沉重的一击”。报告称：苏联宣称对西方赢得了科技优势，这一点在美国获得了更加广泛的认同。友好国家的舆论也普遍认为美苏军事力量的均势已经倾向苏联或不久就要倾向苏联。该机构的负责人——乔治·艾伦，后来在国会报告中描述了美国人当时的心情：迷茫，疑惑，震惊。
与此同时，被认为是“美国参议院中对艾森豪威尔政府防御政策最尖锐的批评家”的民主党人亨利·杰克逊和斯图亚特·司明顿随即开始抨击白宫的败绩。杰克逊称“苏联卫星的发射是对美国世界科技领先地位的致命一击”，司明顿则称“没有什么像苏联卫星那样更能体现共产主义在导弹领域中不断增长的优势了”，并且警告说：“如果苏联的优势继续发展下去，整个自由世界将处于危急之中。”
司明顿可能没有想到，他的这些观点同一个艾伦·杜勒斯领导的苏联导弹项目科研小组十分相似，该小组皆由当时著名的科学家组成。他们在仔细研究了苏联中程导弹的相关数据——也就是苏联拥有的能够到达美国本土和其西欧军事基地的全部武器之后，得出结论：美国正处于一个十分危险的时期。10月末，杜勒斯收到了这个科研小组的报告，报告称，苏联的导弹实验显示了“一种超乎寻常的发射成功率和导航精确度”。该研究小组提醒杜勒斯，美国在弹道导弹的研究经验方面不如苏联，甚至已经落后了两到三年。
危机感首先在美国民主党人士和科学家中弥漫开来。渐渐的，人们甚至开始怀疑美国不只是在火箭技术一个领域落后于苏联。苏联卫星的成功使大多数美国人相信美国因为过于自大而落后。新汉普郡的共和党人兼参议员思泰勒斯·布里奇斯，形象地表述了美国人在克里姆林宫宣布卫星发射成功消息后的心情：“现在不是考虑新地毯上老起褶子或新车后面尾向灯高低问题的时候了，如果美国和整个自由世界想生存下去，我们要从现在起就准备卧薪尝胆。”
对公众反应显然有些误解的艾森豪威尔和他的助手们，起初试图将苏联的这一杰出成就解释为普通的科学探索。在盖茨堡农场度假的总统是在星期六上午获悉这一消息的，他指示白宫新闻发言人詹姆斯·哈博提首先向外界作出反应。在向约翰·福斯特·杜勒斯进行了电话咨询后，哈博提尽量贬低苏联的这项成就，他告诉记者这次卫星发射没有什么好怕的。“我们从来都没想到要拿我们的项目和苏联展开竞赛。”他还坚持说苏联卫星的发射对美国的太空计划不会产生影响。
在接下来的几天里，高层官员继续贬抑苏联卫星发射的成就。外向的国防部长查理·威尔逊在他去职的新闻发布会上称苏联卫星只不过是一个“有趣的科技诡计”；白宫办公厅主任谢尔曼·亚当斯说华盛顿并无意参与一场太空篮球争霸赛；另一位白宫助手，马科斯韦尔·瑞伯则对外宣称苏联卫星发射不具备任何军事意义。詹姆斯·克雷恩后来认为，这些言论在危机面前显得如此的“隔靴搔痒和无足轻重”。
艾森豪威尔及其智囊团当然十分清楚苏联卫星的军事意义是多么重大，这一点他在自己的回忆录中有很多论述。“苏联的科学成就令人印象深刻”，他回忆道，“发射一颗如此载重的卫星对我们来说是一件十分震惊的事情。贬低这个事件是没有意义的，它无疑在警告我们要付出更多的努力来获得导弹和其他科学领域的更大进步。”
詹姆斯·克雷恩说得就更直率了：“向地球上空90～100英里发射一颗卫星并将其送入轨道的成功，表明苏联将很快具备空投原子弹的能力。”尽管他知道美国的导弹系统非常先进，而且在8月份成功发射了在陆军“红石”基础上改进的、配有能从高温大气层安全返回的头锥的“丘比特-C号”火箭，詹姆斯·克雷恩仍然认为苏联人已经在远程武器的关键领域占了上风。“不管双方的力量对比怎样，美苏现在无疑会将整个世界拖入制造远程弹道导弹的竞赛之中，哪怕进行这种军备竞赛的做法实际上是目光短浅的。”
10月7日，五角大楼向总统提交了由唐纳德·夸尔斯撰写的对苏联卫星的第一个技术评估报告，报告认为，苏联卫星的成功的确显示了苏联在远程弹道导弹方面的竞争力，同时也证实了苏方在8月27日宣称的ICBM（远程弹道巡航导弹）发展计划。虽然报告整体的口吻是温和的，但夸尔斯也明确表示了对“先锋”计划的不满，认为其根本无法和苏联的成就相提并论。他建议总统将海军卫星项目变成一个独立的工程，以免同其他导弹项目相混淆，此外政府还应向外界说明希望研制纯科学用途卫星的态度，尤其要避免提及卫星研制的军事意义和明显的进攻性质，并借此向全世界传达这样一个太空探索的原则：外太空是属于国际社会的共享空间。
“我们一直避免强调军方对火箭技术发展的参与。政府认为军方参与一直是为了研究能够顺利进行而需要的附带之举。这样，所有随之而来的公众舆论都会遵循这一论调。”夸尔斯向艾森豪威尔报告说。
夸尔斯敦促总统在任何公众场合的讲话中都要贬低苏联的导弹优势，就像哈博提周末对记者所说的那样。此外，夸尔斯还在这份送交总统的秘密报告中附加了一个白宫发言草稿，草稿中有这样的一些内容：有人认为苏联卫星发射意味着军事火箭技术强于美国，我们应该注意到美国海军研究实验室为发射“先锋”的火箭技术是同中远程弹道导弹项目相分离的。这样的说法从技术角度上说是不错的，但还是回避了一个基本的事实——美国导弹技术的可靠性和发展潜力不如苏联。
夸尔斯还建议白宫应该以“苏联卫星是一个伟大先例”的态度来坚决维护外层空间的自由权。他在所附的演讲草稿中强调：“苏联卫星照耀下的众多国家并没有感到自己的领土主权受到侵犯而公开抗议，这正为外层空间具有国际性这一基本原则提供了合理依据。”苏联卫星的发射成功的确有效地确立了外层空间的开放性原则，尽管对这一问题的争论在以后的日子里充斥着各种国际场合，包括在联合国。
尽管政府官员一直在考虑太空飞行器的合法性问题，但这一问题对大多数美国人来说无疑是一个新生事物。在10月13日周六发行的《纽约时报》的头版头条新闻上，沃尔特·沙利文写道：苏联的地球卫星是否要飞经其他国家的领土？如果根据主权原则各国应该享有领空权，那么到底领空有多高？如果一颗美国卫星落到了威斯敏斯特的修道院，谁将为此赔偿呢？这些问题显示出了美国民众对这一问题的普遍疑惑。沙利文指出许多国际法专家对这些问题的确切答案也莫衷一是。
10月8日星期四的早晨，艾森豪威尔召集夸尔斯和其他政府官员一起商讨苏联卫星的事情。使夸尔斯感到颇为不快的是，总统在会议一开始就质询他自己刚得到的有关“‘红石’本可以在早些时候将卫星放入轨道”的消息是否属实。夸尔斯告诉他，这个消息是真的，但是提醒总统，政府已经采纳了科学家的建议——不把美国的科学卫星研究作为一个军事项目。夸尔斯说，如果艾森豪威尔希望改变这种态度并命令尽快发射卫星，那么“红石”将在四个月内作好发射准备，可以比海军原定的时间还要早一个月。总统不耐烦地回答说，国会一定会质疑为什么没有早点选用“红石”。尽管艾森豪威尔早在1955年就已经批准了“先锋”计划，但是他担心军备研究的内部竞争会阻碍美国卫星项目的发展，也会抵消五角大楼为发展中远程导弹而付出的努力。但是在同夸尔斯的会谈中，他没有提及到自己的这一顾虑，然而在随后同五角大楼的官员们讨论时却反复提及。
在星期四上午的会议上，艾森豪威尔展望未来，他要求与会者考虑下一个五年的形势，尤其是研制侦察卫星的可能性。夸尔斯汇报了空军的研究项目WS—117L的相关情况，但是安德鲁·古得佩斯特所作的会议记录并未说明夸尔斯是否告诉总统这个项目缺乏足够的资金和存在难以克服的技术问题。
还是在同一天，艾森豪威尔和即将离任的国防部长查理·威尔逊最后一次讨论了军费预算的问题。接替威尔逊的是一个大公司的总裁——尼尔·麦克·伊诺伊。两人主要讨论了导弹项目的问题，总统同意威尔逊解除五角大楼关于供应商降低成本限令的提议。即使面临着苏联卫星的压力，总统还是希望威尔逊要谨慎地解除禁令，以防止军费的急速膨胀。他们都认为如果海军卫星项目还是踯躅不前，五角大楼就有必要考虑用“红石”计划取代“先锋”计划。
在10月9日星期三的新闻发布会上，艾森豪威尔极力掩饰苏联卫星给美国政府带来的心理震撼，他几乎像威尔逊、亚当斯和赖伯所做的那样，极力贬低苏联卫星，将其说成是一个在科学和军事领域都相对无足轻重的项目。在这个火爆的新闻发布会上，艾森豪威尔告诉记者，苏联的努力只不过是“在天空上放置了一个小小的球体”。一方面，他承认苏联已经研究出了强大的火箭引擎，并担忧美国的远程弹道导弹项目是否取得了相应的进步；另一方面，他没有表现出要加快美国卫星、导弹技术发展的意图。对此，顾问们根据前几天夸尔斯报告的主要观点将总统的意见理解为：华盛顿的卫星研究计划不需要调整，甚至连重新考虑一下的必要都不存在。美国在卫星发射上的拖延并不能说明美国的导弹项目就处于劣势。记者不停地追问苏联卫星发射的军事意义，总统则表示“苏联卫星根本没有引发国家安全问题”。
在外界看来，美国总统如此贬低苏联卫星发射，是因为他根本没有完全理解苏联这项太空创举的重大政治军事意义，艾森豪威尔若无其事的表态却正是美国政府不知该如何回应苏联胜利的表现。艾森豪威尔在总统任期中第一次感到了恐惧，因为他发现政府正在失去民众对其维护国家安全能力的信任。对此，詹姆斯·克雷恩是这样评价的：“美国人在心理上是如此的不堪一击，这的确使总统感到震惊。艾森豪威尔是在20世纪以来仍得到大众信任和尊敬的几个美国总统之一，因此他非常希望自己的讲话能够为公众带来一些信心和勇气。但是，现在看来，民众对他的信任正在减少。”
《纽约时报》于第二天发表了社论，批评政府对导弹和卫星所持的态度，是对太空竞争的政治、舆论优势认识不足的幼稚表现，文章敦促政府和国家要清醒地认识到太空时代的新纪元已经到来。
参议院多数党领袖林顿·约翰逊从历史发展的角度分析了美国的这次失败。他说：“罗马帝国因修筑道路而控制世界，在随即到来的海洋时代，大英帝国因军舰而雄霸全球。现在，共产主义在太空已经有了立足之地，虽然我们已经获悉我国明年将要发射一颗更先进的卫星，也许这颗卫星还作镀铬处理并带有自动防潮擦拭器，但这仍不能让我们感到放心。”约翰逊担心苏联会通过控制太空而逐渐控制全世界。
星期四，国家安全委员会的全体成员召开了正式会议。议题是讨论苏联卫星发射的军事和科技意义。在这次会议上，艾森豪威尔又一次提到了侦察卫星的问题。夸尔斯告诉与会者：“苏联卫星发射在外层空间上的重大意义就在于它有可能为发射新的侦察卫星铺平道路。”艾森豪威尔又问道：“很多报纸报道，一些美国技术官员普遍认为苏联卫星能够拍摄到美国本土的照片，是否是这样？”夸尔斯回答说他十分怀疑苏联这颗如此小的卫星能够携带拍摄系统，但也不能完全否定。艾森豪威尔的问题显示了他对侦察卫星研究技术的了解是多么的匮乏：间谍卫星所携带的拍摄系统是非常精细和坚固的，而苏联卫星如此之小以至于无法容纳这样的情报搜集系统。
当讨论转向国家导弹项目研究的话题时，艾森豪威尔重申了他对发展军备可能带来的内部竞争而感到忧虑。总统说，届时有必要让一个像战时负责“曼哈顿”原子弹研究的独立组织来负责火箭技术的研究，尽管现在他同意让包括空军在内的军方继续推进他们所负责的导弹项目。艾森豪威尔还提醒五角大楼的官员们要时刻注意各项军备研究进度之间的平衡。
正当美国政府处于承认苏联卫星潜在的太空军事意义的重压之下时，《航天周刊》在10月13日的周末版上披露了这样一条消息：美国空军正在进行一个投资数百万美元的间谍卫星研制计划。这篇被众多报纸所争相转引的文章详细描述了WS-117L工程，并列举了工程所遇到的各种技术障碍，设计将照片传回地球的操作系统就是其中之一。10月14日周一版的《纽约时报》用了这样的头版头条：“美国正在研究能够拍摄全球的卫星——1956年初就被公开报道的首个侦察卫星，将使用电视系统和摄影装置。”
这则报道意味着，在兰德公司十多年的先行研究和空军几年的前期准备工作之后，侦察卫星的概念首次受到了公众的关注。具有讽刺意味的是，舆论此时对侦察卫星计划的公开曝光却不并符合华盛顿的心意，他们现在倒不想过分渲染该太空计划的军事意义。
为了更好地解决美国科学研究与资金投入的紧张关系，10月15日，艾森豪威尔邀请了詹姆斯·克雷恩、兰德和国防动员办公室咨询委员会的其他成员来到白宫。这个在中午时分召开的会议分为两个阶段，但最后却都毫无例外地回到对五角大楼地位的讨论上。该会议被认为是艾森豪威尔任期内几个最重要的会议之一，因为在这次会议上，科学的重要性被提升到了美国政府的一个前所未有的高度，同时还任命詹姆斯·克雷恩担任白宫科学顾问这一新设职位。作为白宫的科学顾问，詹姆斯·克雷恩在兰德的帮助下有权审核并删减五角大楼名目繁多的研究项目以从中选出像间谍卫星这样的最紧迫、最有发展潜力的科学项目，并负责对其提供有力的资助。
从艾森豪威尔和詹姆斯·克雷恩等与会者的言论及总统安全顾问罗伯特·科特勒总结的会议记录来看，10月15日的会议讨论所涉及的范围是相当广泛的，一些发言者尤其是兰德的发言更具雄辩性。这次会议实质上是在政府决策的最高领域给了科学以一席之地。
艾森豪威尔在欢迎与会者的致辞中说，他对美国人给予苏联卫星的高度关注感到吃惊。“我不理解美国人民为什么对这件事情有如此强烈的反应，”他用讽刺的口吻说，“而且这种势头很有愈演愈烈的倾向。”接下来，总统开始询问与会的科学家美国的科技是否已经被苏联远远地甩在了后面。
赖比，咨询委员会的主席，一位哥伦比亚大学的物理学家，在哥伦比亚大学的时候就是艾森豪威尔的好友。他在会议上发言说美国在一些科技领域的确存在优势，但同时也警告大家苏联现在的发展势头更加迅猛。他认为如果美国不及时采取有力行动，苏联将会迅速地超过美国，就像美国在20世纪的20年代到30年代迅速地赶上欧洲并最终远远将西欧抛在了后面一样。
兰德随后应赖比的要求在会议上发言，或许他们俩早就预谋好了要一唱一和来提升科技在美国的地位。兰德是咨询委员会中最年轻的一个，同时他也是咨询委员会中惟一一个经营着一家大型工业企业的成员。他的质疑和发言都显得那样的自信与权威，他说：“现在整个国家已经认识到要依靠科技发展，而科技发展则需要总统的支持。”他告诉总统：“在苏联的体制下，苏联人被灌输要科学的生活并充分尊重科学这一理念。在这个领域里，他们现在是先锋，而不是我们。科学已经变成了苏联人的一种生活方式。”
兰德建议美国人应该停止享受科技带来的好处。现在整个国家和民族应该重新学习如何享受奇妙的科学历险。否则苏联的科学文化将把我们远远地甩在后面，我们的国家再也感觉不到科技发展的脉搏。
兰德说，总统必须提倡青少年积极参与各种科技活动从而激发全国人民的科学热情。最后，他总结说，如果美国想生存下去，就必须使自己转变成一个科技国家。
詹姆斯·克雷恩描述了总统当时的反应：总统对兰德有关苏联教育国民信仰科学的说法并不很在意，但是作为一个知识阶层的领导者，他很明显地被兰德所说的“促进科学的更广泛的传播和理解”的想法所打动。古得·佩斯特注意到会议记录中有这样的一句话：“总统表示他十分愿意鼓励大众对科学采取这样一种态度，这种态度近乎于他年轻的时候对体育锻炼的那种热情。”
随后，赖比催促总统任命一个全职的白宫科学顾问和一些专家顾问。总统对这一建议表示出了兴趣并命令佩斯特和其他助手进行具体实施。在会议不断进行的过程中，总统决定让自己新任的国防部长也来听听科学家们的讨论。午饭的时间到了，但大家并没有进餐，而在下午的早些时候再次聚集到了五角大楼，等待与麦克·伊诺伊和其助手们的会面。
11月2日正好是星期六，当时白宫正在整理白宫科学顾问的各种提名，不料却得到苏联又成功发射了一枚轨道卫星的消息，这再一次使美国朝野震惊。这次的卫星重量更大，甚至还携带了一只名叫“莱卡”的粗毛小狗。第二颗卫星重达1 100磅，是第一颗重量的六倍，这无疑意味着苏联在火箭技术上取得了更大的优势。它引发了许多科学家对苏联已经获得火箭动力技术上重大突破的猜测。英国科学家认为莫斯科已经研制成功了一种新的化学燃料甚至是核动力引擎，如果这种猜测不错的话，苏联人很快就能乘坐火箭登月。《纽约时报》甚至在头版报道说，许多外国科学家认为苏联的火箭已经在月球上实施过登陆，他们甚至还携带了一枚氢弹准备在月蚀时引爆，据称当时氢弹爆炸发出的光芒比月亮满月的时候还要亮。
不难猜测华盛顿正在为这件事情焦头烂额。尽管莫斯科早先已经宣布要发射第二颗卫星，但是这颗卫星的超大型号加深了美国人的恐惧，更引发了有关艾森豪威尔处理美国导弹项目问题上日趋激烈的政治斗争。林顿·约翰逊和其他参议院民主党人随即再次要求议会调查美国的导弹和卫星项目，找出美国落后的原因。参议员兼美国军备委员会主席理查德·罗素，将第二颗苏联卫星的发射成功描述为“苏联成就的显著体现”，并认为该是美国结束骄傲自大的时候了。
公众对苏联卫星发射的高度关注把华盛顿的官员们吓坏了。在小狗莱卡开始它宇宙之旅的第二天，纽约自然历史博物馆的海顿天文馆前就排满了好奇的美国人，他们在焦急地等待着参观一个以卫星知识为主题的展览。当然，展览最吸引人们的内容无疑是苏联卫星在绕地球飞行时产生的电子鸣笛的一些录音资料。与此形成鲜明对比的是，五角大楼的卫星计划还是没有什么进展，美国政府只能不断地安慰他们的人民，并说美国的首枚卫星将在12月上天。但是，任何一个熟悉“先锋”计划的人都知道，政府的这一说法只是一个乐观的估计。在艾森豪威尔的特批下，麦克·伊诺伊秘密命令陆军开始进行一项他们梦想已久的研究计划——用丘比特-C号火箭发射美国的轨道卫星。麦克·伊诺伊告诉其他人，陆军计划的目的是为了配合海军的研究项目，但实际上，政府是希望布朗和他所领导的陆军研究人员能够先于海军完成卫星发射的任务。
为了缓解公众的恐惧，11月7日，艾森豪威尔在他椭圆形的总统办公室里发表了讲话。他宣布任命詹姆斯·克雷恩作为总统首席科学顾问，并告诉大家五角大楼的人事变动，以推动美国导弹项目的发展。颇具戏剧性的一幕是，当总统发表讲话时，他旁边的桌子里正好放着海军最新研制出的防热头锥。
总统在讲话中评估了美国的军事实力，“根据权威科学家和军事家的评估意见，我深信尽管苏联很可能在导弹等某些特定领域明显领先于我们，但是整个自由世界的军事力量却是远远强于共产主义国家的。所以不管苏联现在取得了怎样的暂时优势，我们都必须看到这一点。”
美国德克萨斯大学的历史学家罗伯特·狄万这样评价艾森豪威尔对苏联卫星的反应：“詹姆斯·克雷恩的任命标志着科学的地位在美国社会的巨大提升。全国顶级科学家们的代言人破天荒地被赋予了权威性的政府职务。”事实正是如此，在总统的支持下，詹姆斯·克雷恩将原来的国防动员办公室的咨询委员会改名为总统科学咨询委员会，并向其中不断增补新的著名科学家。兰德随后也同意为该委员会效劳。
艾森豪威尔10月15日同科学家们的会谈对美国政府产生了持续的影响，这一迹象在其他方面也开始显现出来：总统开始多次发表国防科技电视讲话，号召全国从苏联卫星带来的震撼中振奋起来，敦促国会为科研和教育事业拨款，并推动五角大楼和私人机构加快导弹和卫星技术研制的步伐。总统与国会的商讨沟通则催生了《国防教育法令》这一标志性法案的颁布，至此美国政府开始为大学提供奖学金、外语教育补贴、培训数学及科技教师的经费。
出乎意料的是，推动美国航天计划发展的第一个契机却来自空军对间谍卫星项目的研究。8月从大气层安全返回的导弹头锥使科学家们看到了改进卫星项目关键技术的潜在可能。艾森豪威尔早在11月7日椭圆形办公室的演讲中就已经向民众强调了头锥的重要性。“如何避免导弹从太空返回时因大气摩擦而烧毁，是研制高效远程武器所面临的一个重要技术障碍，”他一边指着自己桌子上的头锥，一边讲解到，“我们的科学家已经解决了这个问题。现在大家在我办公室里看到的就是一个实验导弹的头锥，看！经历了漫长的宇宙之旅，它还是那样完好如初。”
尽管总统并没有提及研制照相侦察卫星的计划，但它的科技意义还是激动人心的。同采用不成熟的电信技术将图像传送回地面相比，照相侦察卫星的优势就在于工程师们可以制造一个相对简单的卫星，并且这种卫星只需将一个塞满胶卷的返回舱送回地球就可以了。而空军WS-117L项目的技术核心则是以闭路电视系统为基础的，并且由于缺乏经费而进展缓慢。这样看来，研制照相侦察卫星的想法的确比WS-117L计划要切合实际，尽管前者在技术上也存在一定的问题。当兰德和詹姆斯·克雷恩意识到这一点时，他们马上达成一致，并通过他们独有的影响力使得间谍卫星研究从一个默默无闻的项目一下子跃升为华盛顿的头等要事。
可回收卫星的概念（尽管回收的只是卫星的一部分——一个装满胶卷的小舱）并不是一个全新的想法。早在1956年，兰德公司的一位物理学家理查德·雷蒙德，根据自己对回收胶卷系统的优势和当时最先进的返回技术的计算结果，就提出了这一想法。通过研究，雷蒙德发现返回胶卷的卫星所取得的数据量两倍于安装电视系统的卫星，更何况后者的进展取决于当时并不发达的传输技术。1956年3月，当时的兰德公司在雷蒙德研究成果的基础上向空军提交了一份秘密报告，建议军方开始研制可回收式的间谍侦察卫星。
这项计划是有吸引力的，但却生不逢时。当时科学家都在为如何使火箭克服大气摩擦，并安全返回地球的问题而焦头烂额。这一难题艾森豪威尔在1957年的演讲中也有提及，他说，任何物体在太空中以每小时高于16000英里的速度下落时，都会和大气产生巨大的摩擦从而会像流星一样燃烧。于是，在20世纪50年代中期，众多科学家都在集中精力解决这一问题，因为火箭技术的不断发展对一种防热装置的需求非常紧迫，这种装置能够在导弹从空中落下并击中目标的最后飞行过程中，防止核弹头熔毁。当时，围绕这一问题产生了众多的解决方案。其中，一种违反常规的方案是设计一种钝面的而非流线型的弹头，据称这种设计可以在导弹降落过程中压缩前方的气体，使其成为一种隔热层来达到驱散热量的目的。另一种提议则希望用厚重的铜壁来吸收热量，但是这层金属外壳无疑会十分沉重。最终，还是电子系统的研究人员想出了一个聪明的主意：他们主张使用一个能够在返回过程中熔化的挡热板来驱散热量，这一过程又被称为熔损冷却。
正是因为在1956年初返回技术还不完善，所以兰德公司研制可回收卫星的建议才会暂时搁浅。因为空军官员当时仍然相信，WS-117L电信传输技术的研究是可行的，所以他们对照相侦察卫星会在空中拍照、将胶卷送回地球和华盛顿最终拿到成像照片之间的时间间隔存在疑问。但是默特·戴维、阿木罗姆·卡茨和兰德公司的其他科学家坚持认为，火箭技术和返回技术的改进，将会使返回胶卷的卫星研制计划比早年的WS-117L计划更加可行。
照相侦察卫星在设计上的简便易行深深地吸引了兰德公司。就像当时的凯利·约翰逊用滑翔机这一简单的概念，来帮助外界理解U-2侦察机一样，戴维、卡茨和他们在圣莫尼卡的同事们对此事深信不疑：侦察卫星的研制最好采用当时已经相当完善的拍摄技术，而绝非尚不成熟的电信传输技术。两者相比，前者是一条又快又好的捷径。从宇宙向地球传输电子图像的确是一个好点子，但是这个项目的技术难题在20世纪50年代中期无疑是一个无法逾越的难关。因此，当防热装置已经研制成功时，研制一颗能在太空中拍摄照片，并把胶卷送回地球的侦察卫星的想法就变得很有意义了。
尽管如此，这个想法也有其技术困难，如何制造一架符合要求的照相机是其中的关键。这架相机要在距离地球100多英里的太空中，以每小时约17 000英里的速度运行，同时还要能够拍摄出苏军事设施的有用照片。为此，科学家们需要研制出一种新式的照相机和胶卷，它们要能承受火箭发射时的剧烈颠簸和在太空飞行中温度的急遽变化。此外，除了要具备能将卫星发射上天的火箭技术外，返回胶卷的操作亦需要精确的脱轨技术，以确保返回地面的胶卷舱能够在事先指定的回收地点降落。尽管存在这些困难，戴维和他的兰德同事们这次却遇到了一个好时机：在艾森豪威尔总统对使用U-2侦察机颇见踌躇，而苏联却又大举进入太空领域的情形下，任何一个研制间谍卫星的捷径都是十分引人注目的。
戴维将这个项目简化为研制一套摄影系统的说法，更加增添了这一方案的吸引力。费尔乔德摄影器材公司为战斗机专门研制了一款旋转式的全景照相机，这种照相机的胶卷缠绕在一个鼓轮上，鼓轮每转动一下胶卷就拍摄一次。戴维不喜欢这个系统，因为他觉得里面活动的部件太多了，但是这个系统却激发了戴维的思考，他一直在考虑如何对其进行改进以便可以安装在卫星上。他最后的想法是在卫星上装一个可旋转的全景式照相机，当卫星运行时，旋转运动一方面使卫星保持稳定，另一方面也带动照相机进行拍摄。相机的镜头正好对着小舱内部的玻璃窗，这样卫星就可以通过玻璃窗将外部的图像反向地拍摄在胶卷上。
除了安装一个旋转的全景式照相机的想法外，兰德公司还竭力游说政府接受他们研制可回收卫星的计划，戴维和卡茨就是两个不知疲倦的推销者。从1957年的暮春起，他们在圣莫尼卡开始为许多执掌美国先进科技和太空项目的负责人举行通报会，与会者包括在施里弗手下负责WS-117L项目的两个官员——空军总工程师费列德里克·欧德和海军指挥官罗伯特·杜埃克斯。戴维和卡茨也分别向海军科学专家小组和国防动员办公室咨询委员会成员们解释了他们的计划。1957年夏季的这些通报会使詹姆斯·克雷恩和兰德详细地了解兰德公司的计划，促使他们开始考虑有没有在50年代末研制出高效间谍卫星的可能性。
虽然戴维和兰德都明白照相间谍卫星可能带来的潜在利益（他们在两年前的报告中就已经讨论过这一问题），但是他们认为包括承载火箭技术在内的许多难题，会推迟美国首颗卫星的发射时间。所以，他们不断推动艾森豪威尔政府加紧飞行器项目的研究。这一项目由研制U-2侦察机开始，在发现U-2能被苏联雷达追踪后又开始研制超音速侦察机。那时，他们已经认识到或许WS-117L项目在当时来说太过于复杂和不切合实际。相反，兰德计划就可行得多。如果给予足够的资金和高效的规划，兰德计划很可能在一两年中研制成功一种有效的卫星系统。在夏秋之交，欧德终于使施里弗及其上司布瑞格奥斯马德·瑞特兰德（他从前也是比塞尔主管的U-2项目的上司）相信兰德计划能够早在WS-117L计划成功之前研制出侦察卫星。施里弗和瑞特兰德并没有轻信，他们随后咨询了莱格霍恩，他刚刚重返政界，是总统军控和裁军机构下属的空军小组委员会的成员。
莱格霍恩是偶然介入到这一事件中的。当他还在柯达公司的时候就一直和华盛顿主管航天侦察和裁军的决策者保持着联系。当研制可回收卫星的想法被越炒越热时，莱格霍恩恐怕比这个国家的任何一个人都更明白它的潜在意义。作为詹姆斯·克雷恩和兰德的朋友、施里弗的前任助手，同时也是戴维和卡茨的老熟人，莱格霍恩十分清楚要研制可回收卫星所必须克服的技术和行政阻碍。
莱格霍恩在50年代初作为施里弗的助手，研究信号台时，就产生了研制卫星的想法。那时候他认为特殊的飞行器和高空气球是探测苏联军事情报的最佳手段，但如今他的这种想法有了变化，开始对研制间谍卫星感兴趣。他一直在关注这个领域，并以专业的眼光认识到，间谍卫星可以帮助美国与苏联达成裁军协议，因为卫星可以用来证实苏联是否忠实地履行了有关限制或裁减军备的要求。莱格霍恩明白除非有办法来监督苏联的承诺，否则美苏达成的裁军协议很难在实际中被贯彻执行。既然苏联不大可能同意对核武器进行现场核查，美国就只能通过空中或太空观察来获得有关苏联的武器情报。在这种情况下，侦察卫星在实际上就可以代替日内瓦会议上被赫鲁晓夫所拒绝的开放太空计划。
1955年10月，也就是日内瓦会议结束几个月后，莱格霍恩给他在政府工作的朋友们传阅了一份通过卫星来支持军控协定的报告。1956年7月，他修改了这份报告，并给施里弗也送去一份。在随后的1957年3月，他在一份备忘录中直接游说白宫，敦促美国政府加快研制间谍卫星的步伐。莱格霍恩希望这项计划能够被作为“全国最优先发展的项目”来对待。他特别指出：“在为裁军情报所进行的军备情报的搜集方面，卫星计划将赋予我国军事无懈可击的优势，这一点是秘密的间谍活动、未经授权的侦察飞行以及相互探测情报等活动都无法比拟的。”
莱格霍恩在1957年自行研制卫星的想法同欧德和施里弗一拍即合。因此，在1957年夏天，从柯达公司辞职后不久，莱格霍恩就同杜肯·麦克唐纳德一起创建了依特埃克公司。麦克唐纳德是莱格霍恩在参与比基尼岛核试验时的工作伙伴，后来又成为波士顿大学光学研究实验室的负责人。依特埃克公司的主要资产就是以优惠的价格从大学手中购得的实验室，这一实验室原本属于五角大楼。当五角大楼决定不再为该实验室及其工作人员提供经费时，莱格霍恩在劳伦斯·洛克菲勒贷款的帮助下购买了它。莱格霍恩和麦克唐纳德希望将这个实验室转变为一个能够赢利的企业，他们很快从美国中情局和莱格霍恩的朋友那里得到了资助。
比塞尔刚答应资助买下实验室，莱格霍恩和麦克唐纳德就迫不及待地向波士顿大学校长哈罗德·凯斯辞去了职务。这个实验室是中情局下属的企业，表面上该公司是私人财产，但像中情局所属的其他专有公司一样，实质上，公司的所有权和运作权却属于中情局。当比塞尔听说莱格霍恩已经买下了该实验室时，马上邀请莱格霍恩去华盛顿。不久，莱格霍恩就开始帮助中情局研究有关卫星和超音速侦察机等项目。
1957年的夏天，欧德、施里弗和莱格霍恩达成共识，他们相信开发可回收卫星的最佳途径是采用当年U-2侦察机项目研究的运作模式：这一项目首先应该得到总统的首肯。其次，同WS-117L项目相分离，最好在中情局重新设立一个专门负责该项目的办公室。在被调到空军负责推动WS-117L项目之前一直为中情局效力的欧德建议说，应该为美国政府从事可回收卫星项目的研究采取一些隐蔽措施。他主张在中情局准备好接收卫星项目后，公开地取消空军的项目，并告诉外界，空军将要开始一项为“先锋”计划服务的生物卫星研发工作。这一点可以为中情局阿古罗发射点（后来改称为凡登堡空军基地）的卫星发射打掩护。
施里弗和莱格霍恩整个夏天都在向他们的朋友詹姆斯·克雷恩、兰德和比塞尔推销自己的计划。8月底，施里弗将该计划提交给了佩斯特，紧接着瑞特·兰德和欧德又同比塞尔进一步讨论了这项计划。尽管事情已经有所进展，但莱格霍恩的卫星研发计划在当时仍因缺乏总统的支持而无法实施。
谁都没有想到，U-2侦察机居然间接地成就了卫星项目。事情是这样的：艾森豪威尔迫于中情局和五角大楼的强大压力，不得不在3月份批准了U-2侦察机对苏联导弹和核武器项目进行侦察的夏季行动。这次代号为“轻触行动”的任务由七架U-2侦察机担纲。它们将从位于巴基斯坦的中情局秘密基地拉合尔起飞，以苏联领土的中亚地区——主要是哈萨克斯坦上空为侦察重点。在8月份经过3个多星期的侦察，这些U-2侦察机带回了许多珍贵的照片资料，其中发现了苏联咸海东部图拉坦的火箭导弹发射中心、塞米巴拉金斯克的核试验基地以及巴尔喀什湖西部的导弹基地。
这些照片表明了加强高空侦察的必要性，同时也再次肯定了U-2侦察机的价值。但是此次行动也再次证明了向苏联派遣载人侦察飞机是十分危险的。尽管一年前，U-2侦察机首航后，中情局大力改进了U-2侦察机躲避苏联雷达的能力，但糟糕的是，这次飞行再一次被苏联人追踪到了。8月23日，比塞尔和其他官员来到白宫，向总统展示最新的侦察照片。他们以为此举能使总统批准再次进行侦察飞行，但是艾森豪威尔拒绝了，并且在接下来的几个月里都坚决反对新的侦察飞行。中情局在他们编撰的飞行史中宣称：“轻触行动”的成功是U-2侦察机高水准的侦察能力的体现。如果说这次行动对卫星项目的启动产生了什么作用的话，那就是促使总统迫切希望找到一种更加安全有效的办法对苏联进行侦察。
苏联连续发射两颗卫星，使兰德公司的可回收卫星计划箭已在弦，不得不发。对此，卡茨后来回忆到：“到1957年的秋天，不仅以前卫星计划的各种政策桎梏被取消，而且又受到苏联卫星发射成功的推波助澜。在这种情形之下，太空飞行和卫星计划被提升到了美国军事研制的日程表上。大多数人十分迫切地希望开始进行侦察卫星计划，这一切都为侦察卫星项目的启动扫清了障碍。”
重要的转机来自1957年10月到11月之间的几个星期。10月24日，也就是艾森豪威尔早餐后在白宫决定任命詹姆斯·克雷恩为科学顾问的那一天，由总统顾问组成的对外情报活动小组委员会向艾森豪威尔提交了他们的半年工作报告。这个小组的主要职责是为总统就中情局的科研项目进度等问题提供独立的建议。詹姆斯·克雷恩是这一小组委员会的主席，兰德则是其中的成员之一。小组委员会的报告首先分析研究了有关发展更先进的空中侦察系统，以取代U-2侦察机的建议。报告还建议将超音速飞机研究的重点放在如何避免其像U-2侦察机那样被苏联追踪。除此之外，报告还提到了WS-117L项目，报告提醒总统由于技术上面临着短期难以解决的难题，以上的两个项目都没有按照原来制定的时间表推进。总之，这份报告认为只有兰德公司研制可回收的照相侦察卫星项目方可解当时的燃眉之急。
四天后，国家安全委员会负责人詹姆斯·雷通知麦克·伊诺伊和艾伦·杜勒斯，说总统想得到五角大楼和中情局侦察卫星及空军WS-117L项目的联合报告。
凑巧的是11月12日，戴维和卡茨正好发表了研制可回收胶卷的卫星的建议。这份冠名为《可回收式间谍卫星的大家庭》的文章，主要强调了该计划在当时的技术背景下的简便易行和省时省力。他们拿它同空军的WS-117L项目作比较，认为回收胶卷的卫星比WS-117L项目具备更早、更持续的图像侦察能力，而且研制过程也相对容易，它对航天器的要求不大，且只需要安装一个非常一般的拍摄系统。最重要的是，可回收卫星的研制可以在一年左右获得成功，届时，这套卫星系统将会提供能够反映苏联大部分地区情况的侦察照片。
戴维和卡茨在他们的建议中给出了许多型号的卫星，其中最小的一个模型重300磅，能够覆盖苏联数百万平方公里的领土。这在侦察卫星的专业术语中被称为“广幅侦察”。这颗卫星将在位于地球上方150英里的高空轨道上运行，其间卫星的摄像系统将对苏联进行为期一天的拍摄，这足以保证拍摄到覆盖苏联5 300英里、跨越11个时区的一半领土的照片。
戴维和卡茨认为，该卫星所拍摄的照片的数量和质量足以保证美国有效地辨认出苏联领土上的铁路、高速公路和运河，城市中心、工业基地，机场和港口也在有效侦察范围之内，就连莫斯科周围部署的导弹基地也不在话下。只要坚持持续地拍摄，就有可能发现新的主要军事基地，或许还会发现苏联远程弹道导弹系统所使用的技术模式。这些情报无疑将为美国了解苏联更隐秘的军事动向提供详细、精确的情报。
此时，施里弗正在剑桥会晤杰姆斯·威斯纳。威斯纳是麻省理工学院的电子工程师，是参与多个政府资助研究项目（甚至包括二战期间研发微波雷达项目）的资深科学家。当施里弗和威斯纳比较胶卷回收和数据传输两种方法的利弊时，威斯纳打电话给兰德，询问他是否可以来自己在宝丽来的实验室。兰德很快赶到实验室，随后三个人在一起共同讨论了几个小时。“那天下午结束的时候，我们对如何制造可回收卫星的方法就十分清楚了。”威斯纳后来回忆说。
