สำนักงานใหญ่ AFRL ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สัน รัฐโอไฮโอ เป็นที่ตั้งของผู้บัญชาการและเจ้าหน้าที่ของห้องปฏิบัติการ (ดูเพิ่มเติม) ความรับผิดชอบหลักคือการเป็นผู้นำ นโยบาย และการให้คำแนะนำ โดยการรวมวัตถุประสงค์ร่วมกันของหน่วยงานทางเทคนิคทั้งแปดแห่ง กองบินที่ 711 และ AFOSR หน้าที่ของเจ้าหน้าที่ประกอบด้วย การประชาสัมพันธ์ การสื่อสารเชิงกลยุทธ์ การติดต่อธุรกิจ การวางแผน การจัดทำโปรแกรม การจัดทำงบประมาณและการดำเนินการ (PPBE) การเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลง การทำสัญญา และศูนย์คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง สำนักงานใหญ่ยังรวมถึงศูนย์นวัตกรรมเร่งด่วนซึ่งจัดการคำขอปฏิบัติการเร่งด่วนจากผู้บัญชาการของกองบัญชาการอวกาศ กองทัพอากาศ กองบัญชาการโจมตีทั่วโลกกองทัพอากาศกองบัญชาการการเคลื่อนย้ายทางอากาศและอื่นๆ^{[ 26 ]}

สำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์กองทัพอากาศ (AFOSR) ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองอาร์ลิงตัน รัฐเวอร์จิเนียลงทุนในความพยายามวิจัยพื้นฐานสำหรับกองทัพอากาศโดยให้ทุนสนับสนุนการวิจัยในสาขาวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง^{[ 1 ]}งานนี้ดำเนินการโดยความร่วมมือกับภาคเอกชน สถาบันการศึกษา และองค์กรอื่น ๆ ในกระทรวงกลาโหมและหน่วยงาน AFRL

การวิจัยของ AFOSR แบ่งออกเป็น 4 หน่วยงานทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่ หน่วยงานด้านวิศวกรรมและระบบที่ซับซ้อน หน่วยงานด้านสารสนเทศและเครือข่าย หน่วยงานด้านวิทยาศาสตร์กายภาพ และหน่วยงานด้านเคมีและวิทยาศาสตร์ชีวภาพ^{[ 27 ]}แต่ละหน่วยงานจะให้ทุนสนับสนุนกิจกรรมการวิจัยที่เชื่อว่าจะช่วยให้กองทัพอากาศมีความเหนือกว่าทางเทคโนโลยี

นอกจากนี้ AFOSR ยังมีสำนักงานเทคโนโลยีต่างประเทศ 3 แห่ง ได้แก่ ลอนดอน สหราชอาณาจักร (สำนักงานวิจัยและพัฒนาด้านอวกาศแห่งยุโรป) โตเกียวประเทศญี่ปุ่น และซานติอาโกประเทศชิลี สำนักงานต่างประเทศเหล่านี้ประสานงานกับชุมชนวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมระหว่างประเทศ เพื่อให้เกิดความร่วมมือที่ดีขึ้นระหว่างชุมชนและบุคลากรของกองทัพอากาศ^{[ 28 ]}

AFOSR เป็นหนึ่งในผู้สนับสนุน^{โครงการ}นาโนดาวเทียมของมหาวิทยาลัย [ ^{29 ]}

กองอำนวยการยานพาหนะทางอากาศ ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สัน มีภารกิจในการพัฒนาเทคโนโลยีที่สนับสนุนยานอวกาศที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่าและอยู่รอดได้ ซึ่งสามารถส่งมอบอาวุธหรือสินค้าในอนาคตหลากหลายประเภทได้อย่างแม่นยำและรวดเร็วไปยังทุกที่^{[ 1 ]}ผู้อำนวยการคนปัจจุบันคือ พันเอก ไมเคิล แฮทฟิลด์^{[ 30 ]}

ก่อนหน้านี้ กองอำนวยการได้ร่วมมือกับNASAใน โครงการ X-24เพื่อวิจัยแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินประเภทตัวถังยก^{[ 31 ]} X-24 เป็นหนึ่งในเครื่องบินทดลองหลายลำ รวมถึงM2-F1 , M2-F2 , HL-10และHL-20ซึ่งเป็นโครงการของ NASA และกองทัพอากาศ เพื่อพัฒนาแนวคิดตัวถังยกให้สมบูรณ์ การทดสอบที่ดำเนินการในระหว่างโครงการเหล่านี้ นำไปสู่การเลือกใช้การลงจอดแบบไม่ใช้กำลังขับเคลื่อนสำหรับโครงการกระสวยอวกาศ^{[ 32 ]}

ในปี พ.ศ. 2545 กองอำนวยการได้ริเริ่ม โครงการ ปีกแอโรอิลาสติกแบบแอคทีฟ X-53 โดยร่วมมือกับ ศูนย์วิจัยการบินดรายเดนของนาซาและโบอิ้ง แฟนทอม เวิร์คส์เพื่อวิจัยวิธีการใช้ประโยชน์จากพื้นผิวปีกให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง^{[ 33 ]}

กองอำนวยการยังร่วมมือกับDARPA ศูนย์ระบบอวกาศและขีปนาวุธของกองทัพอากาศสหรัฐฯห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียและกองอำนวยการยานอวกาศของ AFRL ใน โครงการ FALCONซึ่งรวมถึงยานสาธิตการบินความเร็วเหนือเสียงHTV-3X Blackswift ^{[ 34 ]}กองอำนวยการยานอากาศยังร่วมมือกับ NASA และBoeingในงานเริ่มต้นสำหรับยานทดสอบวงโคจร X-37B และ ยานเคลื่อนที่อวกาศ X-40Aรุ่นย่อส่วน 80% ก่อนการจัดประเภทโครงการและการโอนย้ายจาก NASA ไปยัง DARPA ในช่วงปลายปี 2547 ^{[ 35 ]}ปัจจุบันโครงการ X-37 อยู่ภายใต้การจัดการของสำนักงานความสามารถเร่งด่วนของกองทัพอากาศ

อีกหนึ่งโครงการล่าสุดที่บริหารจัดการโดยกองอำนวยการยานพาหนะทางอากาศคือ โครงการ เครื่องบินขนส่งสินค้าคอมโพสิตขั้นสูงที่เริ่มต้นในปี 2550 ^{[ 36 ]}นี่คือโครงการเครื่องบินคอมโพสิตทดลองที่มีเป้าหมายเพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาโครงสร้างเครื่องบินขนส่งสินค้าที่สร้างขึ้นจากวัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาเป็นหลัก^{[ 37 ]} AFRL ตั้งใจที่จะขอรับการกำหนดให้เป็นเครื่องบิน X-plane สำหรับโครงการนี้เมื่อเริ่มการทดสอบการบิน^{[ 38 ]}

โครงการ ระบบบูสเตอร์VTHL แบบใช้ซ้ำได้มูลค่า 250,000,000 ดอลลาร์สหรัฐเริ่มต้นโดยกองทัพอากาศสหรัฐฯในปี 2553 ^{[ 39 ] [ 40 ]}

ในปี พ.ศ. 2555 กองอำนวยการยานบินได้ควบรวมกับกองอำนวยการระบบขับเคลื่อนเพื่อก่อตั้งเป็นกองอำนวยการระบบการบินและอวกาศ^{[ 41 ]}

นอกจากจะทำหน้าที่เป็นศูนย์ความเป็นเลิศของกองทัพอากาศด้านเทคโนโลยีไมโครเวฟกำลังสูงแล้ว กองอำนวยการพลังงานแบบกำหนดทิศทางยังเป็นศูนย์ความเชี่ยวชาญของกระทรวงกลาโหมด้านการพัฒนาเลเซอร์ทุกประเภทอีกด้วย^{[ 1 ]}ผู้อำนวยการคนปัจจุบันคือ Susan Thornton ^{[ 42 ]}

ศูนย์ทดสอบทางแสง Starfireที่ฐานทัพอากาศ Kirtland , ยอดเขา North Oscuraบนฐานยิงขีปนาวุธ White Sandsและ หอดูดาวทาง แสงและซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Maui ของกองทัพอากาศ (AMOS) ดำเนินการโดยหน่วยงานต่างๆ ของกองอำนวยการพลังงานโดยตรง นอกเหนือจากสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำนักงานใหญ่ของกองอำนวยการที่ฐานทัพอากาศ Kirtland ^{[ 1 ]}ศูนย์ทดสอบทางแสง Starfire ใช้ในการวิจัยหัวข้อต่างๆ เกี่ยวกับการติดตามขั้นสูงโดยใช้เลเซอร์ รวมถึงการศึกษาฟิสิกส์บรรยากาศที่ตรวจสอบผลกระทบของบรรยากาศที่สามารถบิดเบือนลำแสงเลเซอร์ได้^{[ 43 ]}ยอดเขา North Oscura ใช้ในการวิจัยเทคโนโลยีต่างๆ ที่จำเป็นต่อการติดตามและทำลายขีปนาวุธที่เข้ามาโดยใช้เลเซอร์อย่างประสบความสำเร็จ และมักใช้สำหรับการทดสอบการป้องกันขีปนาวุธด้วยเลเซอร์^{[ 44 ]} AMOS ให้ความสามารถในการสังเกตการณ์อวกาศและทรัพยากรการคำนวณแก่ AFRL กระทรวงกลาโหม และหน่วยงานอื่นๆ ของรัฐบาลสหรัฐฯ^{[ 45 ]}

โครงการพลังงานแบบกำหนดทิศทางโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่เลเซอร์และไมโครเวฟโครงการเลเซอร์มีตั้งแต่เลเซอร์กำหนดเป้าหมายที่ไม่เป็นอันตรายถึงชีวิตโดยสิ้นเชิง ไปจนถึงเลเซอร์ที่ทำให้ตาพร่ามัวเช่น Saber 203 ที่กองกำลังสหรัฐฯ ใช้ในช่วงสงครามกลางเมืองโซมาเลีย และเลเซอร์ที่ทำให้ ^{ตาพร่า}มัวPHaSRรุ่นล่าสุด^{[ 46 ]}ไปจนถึงเลเซอร์ป้องกันขีปนาวุธที่ทรงพลัง เช่นเลเซอร์ไอโอดีนออกซิเจนเคมี (COIL) ที่ใช้ใน โครงการ YAL-1Aซึ่งปัจจุบันนำโดยหน่วยงานป้องกันขีปนาวุธ^[ 47 ^]การทดลองเลเซอร์บนอากาศยังคงดำเนินต่อไปในรูปแบบของเลเซอร์ยุทธวิธีขั้นสูงซึ่งเป็น โครงการสาธิต ของหน่วยรบพิเศษเพื่อติดตั้งระบบ COIL ในเครื่องบินรบAC -130 ^{[ 48 ]}

เทคโนโลยีไมโครเวฟกำลังได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ต่อต้านทั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และบุคลากร ตัวอย่างหนึ่งของโครงการไมโครเวฟต่อต้านบุคลากรคือระบบ Active Denial System ที่ "ไม่ถึงแก่ชีวิต" ซึ่งใช้ไมโครเวฟกำลังสูงเพื่อแทรกซึมเข้าไปในผิวหนังของเป้าหมายเพียงไม่ถึงมิลลิเมตร ซึ่งเป็นบริเวณที่มีปลายประสาทอยู่^{[ 49 ]}

ย้อนกลับไปถึงปี 1995 มีข้อโต้แย้งว่าเลเซอร์ทำให้ตาพร่ามัวอาจทำให้เป้าหมายตาบอดถาวรได้ และความกังวลเหล่านี้ก็กลับมาอีกครั้งเมื่อมีการประกาศโครงการ PHaSR ซึ่งอ้างว่าเป็นอาวุธเลเซอร์ที่ไม่ทำให้ตาบอด^{[ 46 ]}เนื่องจากความกังวลว่าแม้แต่เลเซอร์กำลังต่ำก็อาจทำให้ตาบอดได้ องค์กรHuman Rights Watchจึงเสนอให้ยกเลิกอาวุธเลเซอร์ทางยุทธวิธีทั้งหมดและยุติการวิจัยโดยรัฐบาลที่เกี่ยวข้องทั้งหมด^{[ 50 ]}ระบบ Active Denial System ยังเป็นเป้าหมายของAmnesty Internationalเช่นเดียวกับผู้รายงานพิเศษของสหประชาชาติ (ทางอ้อม) ในฐานะที่เป็นอาวุธทรมานที่มีศักยภาพ^{[ 51 ]}

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2551 กองอำนวยการประสิทธิผลของมนุษย์ของ AFRL ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สัน ได้รวมเข้ากับโรงเรียนการแพทย์การบินและอวกาศของกองทัพอากาศ และกองอำนวยการบูรณาการประสิทธิภาพของมนุษย์จากกองบินระบบมนุษย์ที่ 311ซึ่งทั้งสองแห่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศบรูคส์ซิตี้ รัฐเท็กซั สเพื่อจัดตั้งเป็นกองบินประสิทธิภาพของมนุษย์ที่ 711 ^{[ 52 ]}ในแถลงการณ์วิสัยทัศน์ กองบินนี้รวมถึงเป้าหมายในการปรับปรุงการแพทย์การบินและอวกาศ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และการบูรณาการระบบมนุษย์^{[ 1 ]}ผู้บัญชาการคนปัจจุบันของกองบินที่ 711 คือ พลตรี ทิโมธี เจ็กซ์^{[ 53 ]}

การประยุกต์ใช้งานในทางปฏิบัติอย่างหนึ่งคือการรับรองและพัฒนาความปลอดภัยของระบบดีดตัวสำหรับนักบิน^{[ 54 ]}ด้วยจำนวนผู้หญิงในกองทัพอากาศที่เพิ่มมากขึ้นการวัดสัดส่วนร่างกายจึงมีความสำคัญมากขึ้นกว่าเดิม และเครื่องสแกนร่างกาย WB4 ของ 711th ช่วยให้สามารถเก็บข้อมูลการวัดสัดส่วนร่างกายได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ซึ่งอาจนำไปใช้ในการออกแบบอุปกรณ์สำหรับนักบินให้เหมาะสมกับความสะดวกสบายและความปลอดภัยมากขึ้น^{[ 55 ]}

ภารกิจของกองอำนวยการสารสนเทศ ซึ่งตั้งอยู่ที่ศูนย์วิจัยโรมใน Griffiss Business and Technology Park ในโรม รัฐนิวยอร์กคือการเป็นผู้นำในการค้นพบ พัฒนา และบูรณาการเทคโนโลยีสารสนเทศการรบที่ราคาไม่แพงสำหรับกองกำลังทางอากาศ อวกาศ และไซเบอร์^{[ 1 ]}ผู้อำนวยการกองอำนวยการสารสนเทศคนปัจจุบันคือ พันเอก Timothy J. Lawrence ^{[ 56 ]}

สำนักสารสนเทศได้มีส่วนร่วมในการวิจัยเทคโนโลยีหลายอย่างที่ถูกนำไปใช้งานจริง โครงการเหล่านี้รวมถึงการร่วมมือกับหน่วยงานอื่นในการพัฒนาARPANETซึ่งเป็นต้นแบบของอินเทอร์เน็ต ตลอดจนเทคโนโลยีที่ใช้ในระบบเรดาร์โจมตีเป้าหมายการเฝ้าระวังร่วมซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการบัญชาการและควบคุมในพื้นที่ปฏิบัติการสำหรับผู้บัญชาการรบ^{[ 57 ]}นอกจากนี้ สำนักสารสนเทศยังได้ร่วมมือกับกระทรวงยุติธรรมในการวิจัยเทคโนโลยีการวิเคราะห์ความเครียดของเสียง^{[ 58 ]}

กองอำนวยการด้านวัสดุและการผลิต ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สันและฐานทัพอากาศไทน์ดัลพัฒนาวัสดุ กระบวนการ และเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงสำหรับ ระบบ การบินและอวกาศและส่วนประกอบต่างๆ เพื่อปรับปรุงขีดความสามารถของกองทัพอากาศในด้านเหล่านี้^{[ 1 ]}ผู้อำนวยการคนปัจจุบันคือ นายดาร์เรล เค. ฟิลลิปสัน^{[ 59 ]}

ในปี พ.ศ. 2505 กองอำนวยการได้เริ่มค้นหาแม่เหล็กประสิทธิภาพสูง ในปี พ.ศ. 2512 ดร. Karl J. Strnat และทีมงานของเขาได้กำหนดว่า Yttrium Cobalt (YCo5) และ AFRL ได้มอบสัญญาการผลิต^{[ 60 ]} นี่คือแม่เหล็กธาตุหายาก ตัวแรก ในปี พ.ศ. 2546 กองอำนวยการได้ประกาศวิธีการผลิตใหม่สำหรับใช้ในการผลิตปลอกท่อไอเสียกังหันสำหรับเครื่องยนต์เจ็ท F119ที่ใช้ใน เครื่องบินรบ F-22 Raptorซึ่งคาดว่าจะช่วยประหยัดต้นทุนได้ประมาณ 35% ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความทนทานด้วย^{[ 61 ]}ด้วยความร่วมมือกับLockheed Martin Aeronauticsกองอำนวยการได้ช่วยพัฒนาเครื่องสแกนอัลตราโซนิกแบบเลเซอร์ใหม่เพื่อตรวจสอบชิ้นส่วนคอมโพสิตสำหรับใช้ใน F-22 ด้วย^{[ 62 ]}กองอำนวยการยังได้พัฒนา วัสดุคอมโพสิตเทอร์ โมพลาสติก ขั้นสูง สำหรับใช้ใน ประตู เกียร์ลงจอดของ F-22 ด้วย^{[ 54 ]}ในปี พ.ศ. 2551 กองทัพอากาศได้ประกาศว่ากองอำนวยการได้พัฒนาวิธีการใช้ผ้าที่ทำจากวัสดุไฟเบอร์ออปติกใน^ระบบระบุมิตรหรือศัตรู [ ^{63 ]}

ภารกิจของกองอำนวยการอาวุธยุทโธปกรณ์ ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศเอ็กกลินรัฐฟลอริดา คือ "การพัฒนา สาธิต และถ่ายทอดวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับอาวุธยุทโธปกรณ์ที่ยิงจากอากาศเพื่อทำลายเป้าหมายภาคพื้นดิน เป้าหมายเคลื่อนที่/เคลื่อนย้ายได้ เป้าหมายในอากาศและอวกาศ เพื่อให้มั่นใจว่ากองกำลังทางอากาศและอวกาศของสหรัฐฯ มีอำนาจเหนือกว่า" ^{[ 1 ]}ผู้อำนวยการกองอำนวยการอาวุธยุทโธปกรณ์คนปัจจุบันคือ พันเอก วูดโรว์ "โทนี่" มีกส์^{[ 59 ]}

โครงการที่โดดเด่นซึ่งได้รับการเปิดเผยต่อสาธารณะ ได้แก่ ระเบิด GBU-28 "ระเบิดทำลายบังเกอร์" ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกในสงครามอ่าวเปอร์เซีย ปี 1991 ในอิรัก และใช้เวลาเพียง 17 วันตั้งแต่แนวคิดจนถึงการใช้งานครั้งแรก^{[ 64 ]}กองอำนวยการยังได้พัฒนาระเบิด GBU-43/B Massive Ordnance Air Blastซึ่งถูกนำไปใช้ในการรุกรานอิรักในปี 2003 สำหรับปฏิบัติการอิรักเสรีและเป็นกระสุนที่ส่งทางอากาศที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในขณะนั้น^{[ 65 ]}

ภารกิจของกองอำนวยการการขับเคลื่อน ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สันและฐานทัพอากาศเอ็ดเวิร์ดส์คือ "การสร้างและถ่ายทอดเทคโนโลยีการขับเคลื่อนและพลังงานเพื่อการครองความเป็นใหญ่ทางทหารในอากาศและอวกาศ" ^{[ 1 ]}ผู้อำนวยการกองอำนวยการการขับเคลื่อนคนปัจจุบันคือ ดักลาส แอล. โบเวอร์ส^{[ 66 ]}

ขอบเขตการวิจัยครอบคลุมตั้งแต่ระบบขับเคลื่อนจรวดทดลองไปจนถึงการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลักสำหรับ เครื่องบินทิ้ง ระเบิดล่องหนB-2 เป็นครั้งแรก พื้นที่ทดสอบของหน่วยงานที่ฐานทัพอากาศเอ็ดเวิร์ดส์ตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของทะเลสาบโรเจอร์ส

กองอำนวยการการขับเคลื่อนก่อตั้งขึ้นจากการรวมส่วนการขับเคลื่อนด้านการบินและอวกาศที่ห้องปฏิบัติการไรท์และส่วนการขับเคลื่อนอวกาศที่ห้องปฏิบัติการฟิลลิปส์^{[ 67 ]}แต่ละส่วน ทั้งก่อนและหลังการรวม มีบทบาทสำคัญในระบบขับเคลื่อนทั้งในอดีตและปัจจุบัน ก่อนการพัฒนาโครงการอพอลโลโดยนาซา กองทัพอากาศได้ทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาและการทดสอบเครื่องยนต์จรวด F-1ที่ใช้ในการขับเคลื่อนจรวดแซทเทิร์น V ^{[ 68 ]}สิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการทดสอบจรวดมักถูกใช้สำหรับการทดสอบเครื่องยนต์จรวดใหม่ รวมถึง เครื่องยนต์จรวด RS-68ที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับยานปล่อยเดลต้า IV ^{[ 69 ]} พื้นที่การขับเคลื่อนอวกาศยังพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับใช้ในดาวเทียมในวงโคจรเพื่อเปลี่ยนแปลงวงโคจรของดาวเทียม เครื่องยนต์ อาร์คเจ็ทแบบทดลอง Electric Propulsion Space Experiment ที่พัฒนาโดย AFRL ได้ถูกนำไปใช้บน ดาวเทียม ARGOS ในปี 1999 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ โครงการทดสอบอวกาศ^ของกองทัพอากาศ[ ^{70 ]}

ปัจจุบัน กองอำนวยการจัดการ โครงการ X-51Aซึ่งกำลังพัฒนายานสาธิตเครื่องยนต์สแครมเจ็ต^{[ 71 ]}โครงการ X-51 กำลังดำเนินการพัฒนายานสาธิตการบินสำหรับขีปนาวุธร่อนความเร็วเหนือเสียง ซึ่งสามารถไปถึงที่ใดก็ได้บนโลกภายในหนึ่งชั่วโมง^{[ 72 ]}ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2551 กองอำนวยการใช้ เครื่องบิน Scaled Composites Long-EZ ที่ได้รับการดัดแปลง เพื่อสาธิตว่าเครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์สามารถขับเคลื่อนการบินได้สำเร็จ^{[ 73 ]}ขณะนี้เครื่องบินลำนั้นได้ถูกโอนไปยังพิพิธภัณฑ์แห่งชาติกองทัพอากาศสหรัฐฯที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สันเพื่อจัดแสดงแล้ว

ภารกิจของกองอำนวยการเซ็นเซอร์ ซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สัน รัฐโอไฮโอ คือการจัดหาเซ็นเซอร์อากาศและอวกาศครบวงจรที่เชื่อมต่อเครือข่ายกับนักรบ เพื่อให้ได้ภาพรวมที่สมบูรณ์และทันท่วงทีของสนามรบ ทำให้สามารถกำหนดเป้าหมายศัตรูได้อย่างแม่นยำ และปกป้องทรัพย์สินทางอากาศและอวกาศของฝ่ายเรา โดยเทคโนโลยีหลักประกอบด้วย: เรดาร์ระบบกำหนดเป้าหมายด้วยแสงและไฟฟ้าแบบแอคทีฟและพาสซีฟ อุปกรณ์ช่วยนำทาง การจดจำเป้าหมายอัตโนมัติ การรวมเซ็นเซอร์ การเตือนภัยคุกคาม และมาตรการตอบโต้ภัยคุกคาม^{[ 1 ]}ณ วันที่ 9 กรกฎาคม 2021 ผู้อำนวยการคนปัจจุบันคือ อแมนดา เจนทรี^{[ 74 ] [ 75 ]}

หน่วยงานเดิมที่ตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศ Hanscom และศูนย์วิจัย Rome ได้ย้ายไปที่ฐานทัพอากาศ Wright-Patterson ภายใต้คณะกรรมการการปรับโครงสร้างและปิดฐานทัพป้องกันประเทศ พ.ศ. 2548 ^{[ 76 ]}

กองอำนวยการได้มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อ โครงการ Integrated Sensor Structure (ISIS) ที่บริหารจัดการโดย DARPA ซึ่งเป็นโครงการพัฒนาเรือเหาะติดตามขีปนาวุธ^{[ 77 ]}ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2551 กองทัพอากาศได้ประกาศว่านักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานให้กับกองอำนวยการด้านเซ็นเซอร์ได้สาธิตทรานซิสเตอร์ โปร่งใส ซึ่งในที่สุดอาจนำไปใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เช่น "จอแสดงผลภาพวิดีโอและการเคลือบสำหรับหน้าต่าง กระบังหน้า และกระจกหน้ารถ; การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าสำหรับอาร์เรย์ระนาบโฟกัสแบบมัลติโหมดแบบบูรณาการในอนาคตสำหรับการตรวจจับระยะไกล ; อุปกรณ์และวงจรไมโครเวฟความเร็วสูงสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมและเครื่องรับส่งสัญญาณเรดาร์; และหน้าจอสัมผัสแบบกึ่งโปร่งใสสำหรับเทคโนโลยีอินเทอร์เฟซมัลติทัชที่กำลังเกิดขึ้นใหม่" ^{[ 78 ]}

ภารกิจของกองอำนวยการยานอวกาศคือการพัฒนาและถ่ายทอดเทคโนโลยีอวกาศเพื่อภารกิจการรบที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่ามากขึ้น^{[ 1 ]}นอกเหนือจากสำนักงานใหญ่ของกองอำนวยการที่ฐานทัพอากาศเคิร์ทแลนด์ รัฐนิวเม็กซิโก และศูนย์วิจัยเพิ่มเติมที่ฐานทัพอากาศแฮนส์คอม รัฐแมสซาชูเซตส์แล้วโครงการวิจัยออโรราแอคทีฟความถี่สูง (HAARP) ซึ่งตั้งอยู่ใกล้เมืองกาโคนา รัฐอะแลสกายังดำเนินการร่วมกันโดยกองอำนวยการยานอวกาศ รวมถึง DARPA สำนักงานวิจัยกองทัพเรือ (ONR) ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือ (NRL) และมหาวิทยาลัยต่างๆ เพื่อทำการวิจัยเกี่ยวกับ ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ ^{[ 79 ]}ผู้อำนวยการคนปัจจุบันคือ พันเอกเดวิด โกลด์สไตน์^{[ 80 ]}กองสิ่งแวดล้อมในสมรภูมิรบซึ่งเดิมตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศแฮนส์คอม ได้ย้ายไปยังห้องปฏิบัติการวิจัยแห่งใหม่ที่ฐานทัพอากาศเคิร์ทแลนด์ในปี 2011–2012 ตามคำสั่งของคณะกรรมการการปรับโครงสร้างและปิดฐานทัพป้องกันประเทศ ปี 2005 ^{[ 76 ]}

คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวที่ทนทานต่อรังสีIBM RAD6000 ซึ่งปัจจุบันผลิตโดยBAE Systemsได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยความร่วมมือกับ Space Electronics and Protection Branch และIBM Federal Systems และปัจจุบันถูกนำไปใช้ในดาวเทียมและยานอวกาศหุ่นยนต์เกือบ 200 ลำ รวมถึงยาน^{สำรวจ}ดาวอังคารแฝด Spirit และ Opportunity [ ⁸¹ ] ^ใน เดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2548 ดาวเทียมสาธิตAFRL XSS-11 ได้รับ รางวัล "Best of What's New" จากPopular Science ในหมวดการบินและอวกาศ ^{[ 82 ]}กองอำนวยการยานอวกาศยังเป็นผู้ร่วมงานหลักในโครงการดาวเทียมยุทธวิธีของสำนักงานอวกาศปฏิบัติการ ของกระทรวงกลาโหม และทำหน้าที่เป็นผู้จัดการโครงการสำหรับการพัฒนาTacSat-2 , TacSat-3และปัจจุบันเป็นผู้จัดการโครงการสำหรับการพัฒนาTacSat-5 [ ^{83 ] พวก}เขายังได้สนับสนุนเซ็นเซอร์ทดลองให้กับTacSat-4ซึ่งบริหารจัดการโดยศูนย์เทคโนโลยีอวกาศของ NRL ^{[ 84 ]}

โครงการนาโนดาวเทียมของมหาวิทยาลัยซึ่งเป็นการแข่งขันออกแบบและผลิตดาวเทียมสำหรับมหาวิทยาลัยที่ดำเนินการร่วมกันโดยสถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกา (AIAA), AFOSR, AFRL และSpace Development and Test Wingยังได้รับการจัดการโดยแผนกเทคโนโลยียานอวกาศของผู้อำนวยการยานอวกาศด้วย^{[ 85 ]}การแข่งขันครั้งที่สี่เสร็จสิ้นในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2550 โดยมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์เลือกCUSatเป็นผู้ชนะ^{[ 86 ]}ผู้ชนะการแข่งขันก่อนหน้านี้ ได้แก่Formation Autonomy Spacecraft with Thrust, Relnav, Attitude, and Crosslink (FASTRAC) ของ มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินสำหรับNanosat-3 ^{[ 87 ]}และ โครงการ ดาวเทียม 3 มุม (3CS) ร่วมกันโดยมหาวิทยาลัยโคโลราโดที่โบลเดอร์มหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาและมหาวิทยาลัยรัฐนิวเม็กซิโกสำหรับ Nanosat-2 ^{[ 88 ]}ณ เดือนกรกฎาคมพ.ศ. 2551 มีเพียงยานอวกาศ 3CS เท่านั้นที่ได้รับการปล่อย^{[ 89 ]}อย่างไรก็ตาม FASTRAC มีกำหนดการปล่อยเบื้องต้นในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2552 ^{[ 90 ]}

โครงการวิจัยมหาวิทยาลัยอวกาศ (Space University Research Initiative หรือ SURI)เป็นโครงการวิจัยร่วมมือที่ได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์กองทัพอากาศ (Air Force Office of Scientific Research หรือ AFOSR) และสำนักงานหัวหน้านักเทคโนโลยีของ AFRL เพื่อส่งเสริมความร่วมมือระหว่างกระทรวงกลาโหม สถาบันการศึกษา และอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ โครงการนี้สนับสนุนการวิจัยพื้นฐานและประยุกต์แบบสหสาขาวิชาเพื่อเปลี่ยนแนวคิดสำคัญด้านการบินและอวกาศไปสู่เทคโนโลยีขั้นสูง โครงการและรางวัลกลุ่มพันธมิตรเริ่มต้นได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 17 ธันวาคม 2021 โครงการ SURI แรก ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อทำลายแบบแผนดั้งเดิม "ปล่อยครั้งเดียว ใช้ครั้งเดียว" ผ่านการให้บริการ การประกอบ และการผลิตบนวงโคจร (On-Orbit Service, Assembly, and Manufacturing หรือ OSAM) ได้รับรางวัลแก่กลุ่มพันธมิตรที่บริหารจัดการโดยมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนมหาวิทยาลัยเท็กซัสเอแอนด์เอ็มมหาวิทยาลัยนิวเม็กซิโกและบริษัทนอร์ธรอป กรัมแมนในฐานะทีมแรกที่บริหารจัดการโครงการริเริ่มนี้ องค์กรเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาระบบสำหรับการตรวจสอบและบำรุงรักษาทรัพย์สินในอวกาศอย่างชาญฉลาด ภายใต้ความร่วมมือนี้มหาวิทยาลัยนิวเม็กซิโกมีบทบาทหลักในการดำเนินงานด้านการควบคุมหุ่นยนต์ขั้นสูง^{[ 91 ]}โดยใช้อัลกอริธึมอัจฉริยะที่พัฒนาโดยทีมวิจัยระดับปริญญาเอกเพื่อเปิดใช้งานปฏิสัมพันธ์ของหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนกับดาวเทียมที่ไม่แข็งตัวในวงโคจร^{[ 92 ]}ด้วยการช่วยให้สามารถซ่อมแซมและอัปเกรดโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ เทคโนโลยีเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อวกาศของสหรัฐฯ อย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้หลายล้านดอลลาร์โดยลดความจำเป็นในการปล่อยจรวดทดแทน^{[ 93 ]}ยิ่งไปกว่านั้น การวิจัยนี้ยังเร่งการพัฒนาอวกาศทั้งในประเทศและทั่วโลกโดยการสร้างขีดความสามารถพื้นฐานสำหรับการดำเนินงานอวกาศที่ยั่งยืน ความก้าวหน้าของโครงการในด้านหุ่นยนต์อัตโนมัติยังช่วยสนับสนุนความพยายามด้านความปลอดภัยบนโลกในวงกว้างมากขึ้นโดยนำเสนอวิธีการที่ใช้ได้ผลสำหรับการลดเศษซากอวกาศและการจัดการอันตรายในวงโคจร ซึ่งสนับสนุนความมั่นคงและความยั่งยืนในระยะยาวของสภาพแวดล้อมในอวกาศสำหรับมนุษยชาติ^{[ 94 ]}

หน่วยงานดังกล่าวเผชิญกับข้อโต้แย้งที่สำคัญทางอ้อมเกี่ยวกับโครงการ HAARP ^{[ 95 ]}แม้ว่าโครงการจะอ้างว่าพัฒนาขึ้นเพื่อศึกษาผลกระทบของการรบกวนไอโอโนสเฟียร์ต่อระบบการสื่อสาร การนำทาง และพลังงานเท่านั้น แต่หลายคนสงสัยว่ามันถูกพัฒนาขึ้นเป็นต้นแบบของระบบอาวุธประเภท"สตาร์ วอร์ส" ^{[ 96 ]}นอกจากนี้ยังมีคนอื่นๆ ที่กังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของนกอพยพจากการส่งพลังงานหลายพันวัตต์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ^{[ 97 ]}

ในปี 2020 กองอำนวยการยานอวกาศได้ประกาศจัดตั้งห้องปฏิบัติการโครงสร้างแบบเคลื่อนย้ายได้ (DeSel) แห่งใหม่ โดยมุ่งเน้นการพัฒนาวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและโครงสร้างดาวเทียมที่ฐานทัพอากาศเคิร์ตแลนด์^{[ 98 ]}