太空旅行和弹道导弹展示了许多挑战，其中带有制导，控制和估计问题。如何有效地利用中小型火箭将卫星置于轨道上？如何寻找星际旅行的最优轨迹？如何最小化再入地球大气时产生的热量？如何在发射、滑行和再入过程中控制火箭？如何根据加速度计，陀螺仪和星象确定位置、速度和朝向。
苏联的项目由Sergei Korlev所领导，由来自佩讷明德的德国工程师和科学家担任顾问。第一枚火箭——老七（R-7 Semyorka）基于V2火箭并装有新型控制系统。老七在1957年被用于发射伴侣号卫星。四年后，加加林（Yuri Gagarin）成为了第一名宇航员，冯.布劳恩和他的几个同事共同加入了在Huntsville Alabama的陆军弹道导弹局（Army Ballistic Missile Agency）。伴侣号在美国引起了恐慌。一个新的部门——NASA在1958年创建。1961年，美国总统肯尼迪（Kennedy）宣布在未来10年内实现载人登月目标。NASA获得了大量的资助并迅速成长至8000人。许多研发任务委托给了工业部门和大学。
航空航天工业中的这些新挑战是伺服控制理论解决不了的，于是有了许多新途径的探索。各色团体集中大量资源来解决了特定的工程问题。从工程应用、数学和计算机领域涌入的观点令控制研究受益颇丰。
惯性导航使洲际导弹和太空飞行成为可能；该技术需要着力开发陀螺仪、加速度计、计算机和制导理论。由Charles Stark Draper领导的麻省理工学院仪器实验室是其中的主角，该实验室与工业机构紧密合作并在若干系统中担当了主要贡献者 (Mackenzie, 1990)。
（有梦才能飞翔译）