No começo dos anos 60 foi iniciado pela NASA o programa do satélite NIMBUS. Este programa tinha por finalidade desenvolver um sistema observacional, capaz de atender as necessidades de pesquisa e desenvolvimento de cientistas preocupados com observações atmosféricas e da Terra. Inicialmente planejado como um substituto para o satélite TIROS, tornou-se a plataforma básica para outros estudos espaciais orientados.
O sistema NIMBUS foi usado para testar alguns dos instrumentos avançados, usados no satélite operacional TIROS. Um total de oito plataformas foram construídas, sendo que sete foram postas em órbita e uma falhou. Todas foram lançadas entre 1964 e 1978 (Rao et al, 1990). A plataforma do NIMBUS foi posteriormente utilizada para os sistemas LANDSAT 1, 2 e 3.
Em 1961, ocorreu um grande impulso para o sensoriamento remoto. Neste ano a primeira fotografia orbital tornou-se disponível. Uma série de várias centenas de fotografias coloridas de 70 mm foram tiradas por uma câmara automática na espaçonave não tripulada MA-4 Mercury. Embora tomadas basicamente para monitorar a altitude da espaçonave, as fotografias sobre o norte da África, demonstraram o valor da fotografia orbital.
Morrison e Chown, dois cientistas americanos, utilizaram estas fotos para construir uma série de mapas geológicos esquemáticos cobrindo milhares de km2 do Saara. As fotos do MA-4 foram também o estímulo para as primeiras fotografias geológicas planejadas desde o espaço, aumentando o entusiasmo e o apoio político para os programas espaciais da NASA. Além do aspecto sinóptico destas fotos, a comunidade científica imediatamente começou a pensar em termos de cobertura fotográfica global sistemática em vez das cenas ocasionais registradas pelos astronautas.
Essas fotografias foram analisadas pelos cientistas e reconhecido o seu valor para o levantamento de recursos naturais.
As fotografias tiradas pelos astronautas da MA-9 Mercury foram centradas em alvos de interesse geológico, várias delas apresentavam impressionantes vistas do Tibete que revelaram muitas feições geológicas e topográficas até então não mapeadas.
As fotografias da MA-9 estimularam o interesse no uso de fotografias orbitais para a avaliação de recursos naturais, bem como na pesquisa geológica e, um esforço fotográfico muito mais ambicioso foi planejado para o programa GEMINI.
Como conseqüência do sucesso do programa MERCURY é aprovado o projeto GEMINI que incluía missões para a aquisição de fotografias da superfície terrestre. Estas fotos foram principalmente tomadas a uma altitude de 160 a 321 km e surpreendentemente apresentaram boa qualidade (Novo, 1989).
No primeiro vôo tripulado da GEMINI (GT-3) não houve um experimento fotográfico formal. No entretanto a tripulação tirou várias fotos coloridas de 70mm do sul do Arizona e noroeste de Sonora (EUA). Estas fotos também tinham um considerável interesse geológico.
Estas primeiras fotos do espaço levaram o "United State Geological Survey", a formular e publicar um conjunto de especificações para a execução de um plano geral para estudos da Terra, para pesquisas de meio ambiente e recursos naturais. Isto contribuiu para o desenvolvimento do satélite ERTS-A da NASA.