只被一条皮带固定着站在敞露的驾驶舱后部，当飞机飞向目标时，通常会爬升到12 000英尺到15 000英尺的高空，在那里呼吸都会变得困难。拍摄者还要把10磅重的照相机对准地面，不停地按快门。戈达德于一个有风的阴天在纽约州罗彻斯特市第一次飞上高空。当80马力的“柯蒂斯·詹妮”升上高空后，他发现飞行于平流层之中并不如想像的那般美妙：在大部分的飞行时间里，他只能老老实实地待着，生怕被甩出机舱。“我从未想到云层竟是这样狂暴，令人难受。”他在自传中回忆道。
20年代早期，戈达德开始在侦察工作中崭露头角。在俘获的德国船上拍摄轰炸试验、勘查田纳西河盆地、拍摄圣路易斯附近的考古基地。因对现有的侦察摄影系统不满意，他与罗彻斯特的柯达公司合作开发出了长焦距镜头。1925年11月，他完成了第一次夜间飞行，在罗彻斯特丢下荧光弹，借荧光弹的光拍摄。1934年，他陪同阿诺德在阿拉斯加执行摄影制图任务。
1936年，随着欧洲局势的进一步紧张，戈达德意识到能躲避对方防空火力的高空侦察飞行的迫切性，于是他重新捡起他早期的尝试，研制能够拍摄远距离目标的36英寸长焦镜头。他当时的想法和后来的莱格霍恩的观点如出一辙：“如果你飞得足够高能躲开敌人的防空火力，同时又能拍到像在低空一样清晰详尽的照片，你就十拿九稳地拥有了安全。”他回忆道。
早在1939年，阿诺德就曾把戈达德召到华盛顿进行磋商，两人都认为欧洲很可能爆发战争，美国也极可能参与其中。戈达德提出了一项大胆计划：制造一架专用的高性能侦察机，“它必须飞得快，飞得高，飞得远，还要装有防御装备。”他这样告诉阿诺德，但阿诺德无法为一架非战斗型的飞机提供资金援助。
1940年，在对罗彻斯特的柯达公司参观访问期间，戈达德遇见了理查德·莱格霍恩，当时后者刚开始在公司里从事研究开发工作。戈达德是来与公司最高研究官肯尼思·密斯会谈的。当时欧洲已爆发了战争，戈达德知道他不能再指望购买德国的高性能镜头了。考虑到美国可能会卷入战争，他预测那种轻灵小巧的用于空中侦察照相机上的长焦距镜头将会短缺。12月，他与密斯的一次会谈在美国侦察领域前景的规划中起到了关键作用。在这次会谈中，密斯告诉戈达德，能解决他的镜头问题的人是詹姆斯·G。贝克，那个年轻的天文学家和镜头设计师，他希望能聘请贝克来柯达工作。他催促戈达德到剑桥去见贝克，还建议戈达德与柯达新来的研究员之一莱格霍恩合作。
莱格霍恩来自波士顿地区，他父亲是个汽车销售商，母亲艾格尼丝是个家庭主妇，莱格霍恩长着浓黑的头发，留着稀疏的小胡子，显得既结实又活泼。他于1919年2月7日生于波士顿西部的布鲁克兰，在附近的温彻斯特完成中学的学业。1939年，他毕业于麻省理工学院，获物理学学士学位，对摄影有着浓厚的兴趣。
1939年夏，他搬到罗彻斯特，在柯达工作不久，他就迷上了飞行，他常常是早晨4点钟就起床，到罗彻斯特机场学习驾驶“韦克”双翼飞机。“我是个冒险家，”莱格霍恩说，“我一学会飞行就要带着女同伴们上来，翻圈，打滚，炫耀驾驶技术。”
对于渴望成为一名飞行员，且在麻省理工学院读大学时就被任命为预备军官的莱格霍恩来说，被引见给戈达德正是时候。戈达德把莱格霍恩从后勤部转到陆军航空司令部，把他推上实现理想的轨道。1941年3月，莱格霍恩踏上了去代顿的征途。
1941年1月，戈达德到了剑桥。一个雪天，在哈佛天文台他见到了贝克。贝克是路易斯维尔人，1935年成为哈佛研究生。在剑桥，他把注意力转向了设计能让宇航员在更高的空中进行地面拍摄的新型长焦距镜头上。当戈达德走进贝克杂乱的阁楼工作室，看到一位穿着工装裤的年轻人时，戈达德误认为他是那个天文学家贝克的助手。当看完贝克的一些设计，他就知道密斯帮了他一个大忙，“我能看到他的创意中有许多不拘于旧观念的新颖独到之处。”戈达德回忆说。
他告诉贝克陆军需要新式照相机系统，这种新式照相机其镜头能够在高空完成聚焦，并且不会随温度和气压变化收缩或膨胀，在长焦距照相机组的大透镜上，这个问题尤为突出。戈达德想要一个能随着条件变化自动调整并能保持聚焦的40英寸光学系统——一个在此领域从未有过的飞跃。戈达德记得当时贝克“眼都没眨就答应了”。那时，戈达德能从华盛顿获得大量财力支持，给了贝克25 000美元的项目经费，这在当时很少有哪些研究项目能获得那么高的经费。在取得哈佛天文台主任哈洛·沙普利的批准后，贝克同意在学校成立并主持一个服务于陆军的光学实验室。
贝克说他需要快门专家的帮助来制造戈达德想像中的新型照相机系统。幸运的是在几个月前，戈达德就已经把在人口普查局工作的久负盛名的物理学家阿木罗姆·H。卡茨招至麾下。卡茨指出，由于生产过程中校准设备的缺陷，所有美国产的照相机快门速度都存在计算失误。这在整个照相机生产界掀起了轩然大波。卡茨是一个乐观、可爱、充满活力的人，与贝克这样一个说话简洁、沉默寡言的科学家一起，虽然合作并不是很协调，但还是取得了令人满意的成果。在其他同样富有才华的专家们的帮助下，他们设计出了在未来30年里都一直遥遥领先的侦察照相机。
40年代末，戈达德与波士顿大学实验室合作，设计出了48英寸的镜头。当飞机飞过德克萨斯州福和市一个高尔夫球场时，在34 000英尺高空此照相机拍下的照片上清晰地显示了其中一个轻击区上的两个特大号的高尔夫球。尽管球的半径足有3英寸，但这依然堪称拍摄绝技。但戈达德想要清晰度更高的照片，需要能够在100英里的高空拍摄到地面单架飞机的清晰图像的240英寸的系统。但对大多数侦察摄像专家来说，这样的照相机的必要性并不明显，因为当时太空飞行的可能性依然还是个未知数。
许多40年代早期在代顿实验所为戈达德工作过的科学家包括莱格霍恩、卡茨和沃尔特·拉维森，战后又重聚在马绍尔群岛进行核试验。后来，另一位睿智的摄像工程师、贝克在哈佛光学实验室的助手邓肯·E。麦克唐纳也来到夸贾林环礁，加入到他们的工作中。在夸贾林的那些闷热的夜晚，莱格霍恩在军官俱乐部里通过与这些人的谈话坚定了自己的想法。
这队人马几个月后又相聚在波士顿大学实验室的落成仪式上。空中侦察领域最有创新精神的领袖都汇聚在这里了：戈达德、莱格霍恩、贝克、卡茨、拉维森和麦克唐纳。听众里有许多高级陆军航空部军官，包括陆军少尉柯蒂斯·勒梅将军和全国许多照相公司的主管，包括柯达、飞兆、芝加哥航空、博士伦和珀金－埃尔默公司。当天下午听取莱格霍恩阐述他的和平时期侦察观点的人中，几乎没有谁能想像得到这是多么有预见性，也更少有人会认为在座的听众中会有人帮助他实现他的梦想。
莱格霍恩对于无懈可击的、高空飞行侦察机的想像是理智的。惟一的问题是：在1946年，它显得那么遥不可及。喷气时代刚刚微露晨曦，而太空时代则更像是科幻小说中的幻想，在离地面7万英尺的高空飞行技术上即使不是毫无可能，也是非常渺茫，前提是必须能设计出完全不同的新型飞机。若想让飞机能在稀薄的大气中穿行，燃料化学界必须进行彻底的革命，以保证喷气燃料在极低气压中不被汽化，飞行员还必须穿上增压服以防止血液蒸发。以1946年航空工程水平，莱格霍恩更像是在做白日梦。
当英美领导人逐渐意识到他们正面临苏联的令人恐怖的新的军事威胁时，他们所用的侦察工具却不堪一击。他们若想侦察苏联，只有使用传统的军用飞机，但这存在着极大的隐患，包括飞机被击落、飞行员被俘或被杀的可能性，甚至还可能会被抓住侵犯克里姆林宫领空的战争把柄。哈里·杜鲁门和德怀特·艾森豪威尔总统及两任英国首相包括温斯顿·丘吉尔，都迟迟不能决定他们是否要冒此风险。为了将侦察飞行所引发的公开冲突的可能性最小化，他们对此高度保密，以至于这些行动的真实目的都一直不为外界所知，甚至包括那些执行任务的飞行员的家属们都一直被蒙在鼓里长达40年。
第一批侦察飞行是在1946年底，从阿拉斯加飞越白令海峡沿西伯利亚东北海岸飞行。此举很快就引发了莫斯科的抗议。那场名为“和平时期空中侦察计划”的行动旨在不进入外国领空以搜集摄像和电子情报。装配在改造过的轰炸机和其他战斗机上的电子感应器能在苏军防御雷达扫过天空时，探明它们的位置并分析其信号，让华盛顿了解美机可能会遭遇到的反击。在苏海岸的斜角拍摄也能提供虽有限但也极有价值的关于苏边境上空军基地和其他军事基地的信息。像哈尔·奥斯汀那样故意侵入到苏联境内的飞行始于50年代早期。
因为近年来保密命令已解除，侦察行动的真实面目也变得非常明了：它是冷战中最大胆、最危险的部分之一，这种直接侵犯的领空的行径也是经常能够引起美苏军事冲突的惟一借口。为此付出的代价是长久的，包括那些痛苦的家庭，他们仍不知失踪已久的丈夫、父亲和兄弟早已机毁人亡，或被俘在苏，监禁了数年。对美国人而言，侦察飞行史充满了绵延至今的“英雄主义”、“爱国主义”和合作精神，创造了一个年轻国家永远铭记在心的成就。成百上千的空、海军士兵冒着生命危险沿着或侵入苏联边境飞行，侦察并试图了解苏空军防御力量和军事实力。
不幸的是，至今仍然没有那些未返回基地的飞行员们的确切消息。在1950年到1970年的入侵侦察飞行中，至少有252名飞行员被击落，这些飞行多是针对苏联（中国也是目标之一）的，可以肯定的是，其中的90人生还了，因为他们或被美军拯救或是被苏联或其他国家证实被俘。其余138人仍生死不明，其中一些人甚至极有可能被终生监禁。然而，美国很少作出努力去确定他们依然活着并作出安排要求遣送他们回国。
但这些情报并未给那些派遣入侵飞行员进入龙潭虎穴的总统和首相们多少安慰。因随着对情报要求的增加，飞行更频繁也更危险。每次入侵飞行被苏军拦截或攻击，不可避免地就引出了大量头条新闻和美国官员对于飞行目的的欺骗世界舆论的谎言。要求更安全的空中侦察手段的呼声给华盛顿带来了极大的压力。这样的压力促成了冷战时期新式侦察机的发明。“我们知道很多美国人都死于这类任务，”莱格霍恩回忆道，“这引出了对新式飞机及转向太空的现实的迫切需要。”
多年来，新式侦察机的研究和设计工作一直停滞不前，并且得不到重视，就像是一个老式战斗机和军事建设的被忽略的养子。但莱格霍恩与其他有识之士一直都在推动其进程，并且�