Haviam também a bordo um radiômetro de microondas de uma única banda e um radar altimétrico-escaterômetro-radiométrico. Todos estes sensores, exceto o S-190B, eram controlados pelos astronautas e a partir do painel de controle e observação.
Todos os dados do programa SKYLAB eram trazidos a Terra pelas tripulações, nenhum deles foi transmitido desde o laboratório, sendo que os dados de sensores não fotográficos eram gravados em fitas de alta densidade.
O primeiro satélite meteorológico polar do mundo, o TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite), foi lançado pelos Estados Unidos em 01 de abril de 1960. Os dados coletados por este satélite, demonstraram sua habilidade, na aquisição de imagens da cobertura de nuvens sobre a Terra ao redor da maior parte do planeta.
O grande impacto provocado por estas primeiras observações, levou à evolução de uma série de satélites que rotineiramente monitoram a atmosfera terrestre, os continentes e os oceanos. O último satélite desta série, o TIROS-10 foi lançado em julho de 1965 com o objetivo de observar tempestades tropicais.
A segunda geração de satélites meteorológicos polares começou com o lançamento do ITOS-1 (Improved TIROS Operational System) em 23 de janeiro de 1970. Este satélite carregava a bordo um radiômetro de varredura que permitia medidas diurnas e noturnas, com transmissão dos dados em tempo real e, ao mesmo tempo, armazenava dados para a posterior transmissão para estações terrenas. Este radiômetro, operava na faixa do infravermelho e observações globais da atmosfera e áreas superficiais estavam disponíveis a cada 12 horas.
Um segundo satélite ITOS foi lançado em 11 de dezembro de 1970, que passou a chamar-se NOAA-1, devido ao fato de que a administração do programa passou a ser responsabilidade da "National Oceanic and Atmospheric Administration-NOAA".
Os satélites NOAA-2, 3, 4 e 5 lançados respectivamente em 1972, 1973, 1974 e 1975, que resultaram da série ITOS-D, incorporaram novos avanços. Estes satélites carregavam a bordo novos sensores de concepção mais evoluída (VHRR e SR), capazes de gerar imagens de alta e média resolução, e que substituíram os sensores anteriores.
O Very High Resolution Radiometer (VHRR), era um sensor de varredura de dois canais sensíveis à energia no espectro visível (0,6–0,7 mm) e no infravermelho termal (10,5–12,5 mm).
O Scanning Radiometer (SR), era um sensor de varredura de dois canais sensíveis à energia no espectro visível (0,5-0,7 mm) e na faixa do infravermelho termal (10,5-12,5 mm).
O Vertical Temperature Profile Monitor (VTPR), era um sensor projetado para medir radiância do infravermelho em oito canais espectrais entre 11,0 e 19,0 mm. Esses dados podem ser usados para deduzir o perfil de temperatura atmosférico da coluna radiante.
O Solar Proton Monitor (SPM), que media o fluxo de partículas energéticas (prótons, eletrons, etc) em diferentes faixas.
A terceira geração de satélites meteorológicos polares iniciou em outubro de 1978 com o lançamento do TIROS-N. Os primeiros satélites da série, TIROS-N a NOAA-A a D, foram lançados entre 1978 e 1981 e carregavam a bordo os seguintes instrumentos:
a) Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) que fornece imagens no visível e no infravermelho de dia e de noite. Constitui-se de um radiômetro multiespectral acoplado a um sistema de varredura transversal à trajetória do satélite que fornece imagens em vários canais no visível e no infravermelho, permitindo avaliações precisas de gelo, massas d'água, condições das nuvens e temperaturas da superfície do mar. Apresenta uma resolução no nadir de aproximadamente 1,1 km para uma altitude de 844 km. Os dados do canal 1 que opera na faixa do visível (0,58 a 0,68 mm) prestam-se ao mapeamento diurno de nuvens, gelo e neve. Os demais canais operam no infravermelho e são utilizados para:
canal 2 (0,725 a 1,10mm), delimitação de massa d'agua, avaliação de vegetação e agricultura (combinado com o canal 1);
canal 3 (3,55 a 3,93 mm), mapeamento noturno de nuvens, temperatura da superfície do mar, detecção de queimadas e atividades vulcânicas;
canal 4 (10,3 a 11,3 mm), mapeamento diurno e noturno de nuvens, temperatura do mar, umidade do solo, atividades vulcânicas;
canal 5 (11,5 a 12,5 mm) temperatura do mar e umidade do solo.
b)Tiros Operational Vertical Sounder (TOVS) que fornece dados de sondagem para obter o conteúdo de vapor d'agua em três níveis da atmosfera, determinar perfis verticais de temperatura e avaliar o conteúdo total de ozônio, desde a superfície terrestre até a estratosfera. As medições do TOVS permitem fazer análises tridimensionais da atmosfera desde a superfície até o nível de 65,5 km. As temperaturas atmosféricas e umidades derivadas destes dados são introduzidas em modelos numéricos de previsão de tempo que indicam as possibilidades de ocorrerem tempestades com razoável antecedência.
c) Data Colection System (ARGOS/DCS) que coleta e retransmite dados ambientais de plataformas remotas, fixas e móveis, tais como bóias, balões, aviões, navios, etc.
d) Solar Environment Monitor (SEM) que realiza medições de partículas energéticas para previsão de distúrbios solares.
Os satélites mais recentes, NOAA-E a J, sofreram pequenas modificações com a finalidade de ampliar a capacidade dos instrumentos, tendo o seu comprimento de onda sido estendido em 0,5 mm para aumentar a potência do painel solar.
O NOAA-8 recebeu o sistema Search and Rescue (SARSAT) para auxiliar nas operações de busca e salvamento. O NOAA-9 e NOAA-10, receberam o Earth Radiation Budget Experiment (ERBE) com a finalidade de fazer um balanço da radiação terrestre, e o Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV) cuja finalidade é monitorar a distribuição de ozônio na atmosfera.
Iniciando com o NOAA-K, o AVHRR terá mudanças em muitos canais. Canais 1 e 2 serão modificados para tornar os dados do visível e do infravermelho próximo mais úteis para cálculo de índice de vegetação. O canal 3 será trocado por um canal ajustado para cenas diurnas e noturnas. O canal 3A permanecerá inalterado no conteúdo espectral. O canal 3B terá melhoria na distinção da cobertura de nuvens, da cobertura de superfícies de gelo e neve.
