經過少則10分鐘，多則9個小時的飛行，運載火箭準確地將航天器送入預定軌道,但是這并不意味著此后的旅程將一帆風順。靜止軌道衛星大多數并不會被直接送入靜止軌道，而是需要通過自行升軌進入預定軌道；而深空航天器也需要利用自己的發動機進行軌道改變后，前往目的地，復雜度遠超運載火箭系統。
這些大質量、高價值的載荷，設計壽命至少2~3年，并且需要經受惡劣的深空環境。它們在軌道上可能會發生各種各樣的故障，有些衛星永遠地報廢在轉移軌道上，而有一些則利用系統重啟、分系統冗余、軌道重構等多重手段，頑強的進入到了工作軌道。雖然發生故障的衛星無法達成預定壽命，但損失一定壽命總比完全報廢要更有價值。
雷達天線未展開
作為美國上一代，也是第一代戰略合成孔徑雷達(SAR)偵察衛星，LACROSSE（長曲棍球）衛星是一個神秘的代名詞。不過其真名并非“長曲棍球”，而是“ONYX”（縞瑪瑙）。合成孔徑雷達衛星的優勢是可以穿云穿水，相比光學偵察衛星可以無視云層的遮擋，同時獲得一個不低的分辨率。
縞瑪瑙合成孔徑雷達衛星共發射了5顆，部署于57度軌道和68度軌道。前3顆衛星為第一代，使用X波段成像；而后2顆衛星為第二代，使用X/L雙波段成像。據稱縞瑪瑙衛星的編號為3100，發射質量為14500千克~16000千克。縞瑪瑙衛星配置一個巨大的側裝傘形天線用于進行雷達成像，對地面分辨率為約0.3米。其搭載有2片巨大的、長度為45米的太陽能電池板，為衛星提供平均20千瓦的恐怖電力。馬丁·瑪麗埃塔公司（洛克希德·馬丁公司的前身）為衛星研制的主承包商。
一份USAF文獻中的類縞瑪瑙構型參考圖
第一顆縞瑪瑙衛星于1988年12月2日搭乘阿特蘭蒂斯號航天飛機發射升空，任務編號STS-27。衛星被部署于近地點437千米、遠地點447千米、傾角57度的軌道，編號USA34。
唯一一張解密的縞瑪瑙合成孔徑雷達衛星圖像
縞瑪瑙-1這顆衛星出現了一系列問題，包括傘形天線沒有展開。在2001年的一則訪談中，STS-27任務的一名航天員吉布森回憶說：“我們釋放了衛星，但是衛星遇到了很多問題，我們重新和衛星交會，捕獲并且修復了它。”但是對于STS-27任務是否涉及一次秘密的太空行走，美國宇航局并沒有確認。
不管怎么說，第一顆縞瑪瑙衛星被部署出去了。但是這顆衛星的壽命沒有達到預期，1997年衛星離軌，壽命8年多。第二顆縞瑪瑙衛星則在軌工作了20年，2011年3月離軌。后4顆縞瑪瑙衛星改由大力神4(03)B運載火箭發射。
高增益天線傘栓卡死
伽利略號木星探測器作為一個旗艦級深空探測任務，也是美國宇航局史上方案修改次數最多的探測器之一。
最初“伽利略號”計劃使用航天飛機加上3級慣性上面級發射，但推力還是不夠，需要疊加一次火星飛掠來獲得足夠的能量。而且任務隨著航天飛機首飛的延遲而被推遲到1984年，火星飛掠的重力加速效能大幅減弱，而航天飛機本身的運載能力也低于預期。美國宇航局一度決定將航天器拆分成兩部分發射。
幸運的是，用于航天飛機的半人馬座G低溫上面級開始研制。強大的半人馬座G上面級，能夠在“伽利略號”從航天飛機貨艙中分離后將其直接載入地木轉移軌道。但半人馬座G上面級本身受到了頗多質疑，而挑戰者號航天飛機的爆炸是宣告其死亡的致命一擊。1986年6月，半人馬座G上面級被美國宇航局勒令取消研制，而一個2級的慣性上面級不具備直接轉移去木星的能力，于是改成了地球-金星-地球-地球-木星的重力助推序列。航天器設計采取直飛木星的方案，但新的重力助推使得航天器會比計劃更接近太陽，導致原計劃的熱控系統不滿足新的飛行序列。為了避免高增益天線過熱損壞，天線從原計劃的發射后就展開改為在借力飛行后達到原定設計溫控條件下再打開。
協調世界時1989年10月18日16時45分，阿特蘭蒂斯號航天飛機起飛，最終慣性上面級將“伽利略號”送入近日點0.67天文單位、遠日點1天文單位的日心軌道。
在14個月的第一圈飛行中，“伽利略號”沒有遇到大的問題。1990年12月19日，第一次地球重力助推按計劃執行，1991年4月11日，高增益天線在設定條件下展開。“伽利略號”的高增益天線的18個肋條由一對電機驅動一系列推桿、滾珠螺桿及承載環來展開。但是只有13個成功展開，另外5個被卡在了托架結構內，有2個后來釋放了，而相鄰的3個肋則保持在原位，并且隨著驅動，滾珠螺桿漸漸扭曲，最后驅動機構徹底卡滯。滾珠螺桿需要運動8.6厘米才可以展開天線，而實際上只運行了1.5厘米。
問題很快就被找到了，“伽利略號”鎖栓和插座連接點因為長期受應力過高導致涂層被損壞。在“伽利略號”數年的制造與儲存期間，潤滑劑被損耗，而唯一一次涂抹潤滑劑距離發射過去了10年！鎖栓與插座最后在真空和強大的壓力下產生了冷焊。換句話說，鎖栓被壓力“焊”在了插座上，成為了一個整體。擔心在地面測試中產生問題，因天線沒有備份導致推遲，天線沒有得到完全測試！最后美國宇航局決定使用熱應力和離心力來撬開鎖栓，并且通過電機驅動或者推力器點火來“錘擊”鎖栓。
高增益天線展開的“伽利略號”，可惜它在任務進行中并未實現
1992年4月，“伽利略號”再次抵達近日點，航天器背向太陽，將高增益天線置于陰影中長達50個小時，但鎖栓仍未展開。按照仿真，需要6~12次冷熱循環才能展開天線，但其基于的假設可能也是錯的。低增益天線被收回6次，試圖借助急停產生的晃動搖動鎖栓，但也沒用。1992年9月，7次冷熱循環仍然未能使高增益天線展開。但每次循環會浪費4千克的推進劑，沒有那么多推進劑可供浪費。
作為備選方案，“伽利略號”使用推力器點火推動天線電動機移動，每一次點火都可以使得滾珠螺桿轉向部分角度，從而增大驅動力。同時，在近日點附近天線塔的熱應力會達到最大，人們認為在此時“錘擊”滾珠螺桿可以釋放一條肋，如果到1993年3月高增益天線仍未展開，便放棄高增益天線，全部使用低增益天線下行。結合深空網升級和壓縮算法升級，可以達到原計劃速率的100倍。
1992年12月29日至1993年1月19日，“伽利略號”進行了超過15000次的“錘擊”，但只使得打開的肋條開得更大一點，沒打開的還是沒打開。3月，“伽利略號”開始加速自旋至10.5轉/分鐘，但高增益天線還是不為所動，美國宇航局最終宣布放棄高增益天線。
儀器故障/接收機故障
編號VGR-77的探測計劃絕對是人類歷史上最壯觀最偉大的一次遠征。1977年的“大旅行”窗口給予航天器以一次性飛掠四顆外行星的機會。協調世界時1977年8月20日14時29分，在推遲不到5分鐘后，旅行者2號探測器踏上深空探測之旅。航天器進入了近日點1天文單位、遠日點6.28天文單位的日心軌道。發射后幾個小時，一系列結構開始展開，但始終未收到掃描平臺懸臂展開到位的信號。星敏感器被一些漂浮在航天器附近的絕緣碎片所干擾，而在穩定姿態的時候，備份姿態控制系統被誤激活。新軟件被緊急在地面編制出來并且完成測試，注入到探測器上。隨后根據星敏感器的圖像確定，懸臂距離鎖定位置只差0.5度以內，任務控制中心通過晃動航天器，使之成功鎖定。
“大旅行”示意圖
8月30日，“旅行者2號”開始第一次軌道修正，但是發現推力器的推力遠低于預期。通過分析，是一部分燃氣流被航天器的儀器所阻擋，導致有效推力不足。按照這個進度來看，“旅行者2號”只能勉強抵達土星。任務控制中心優化了“旅行者2號”的機動流程，將土星飛掠時間從木星飛掠后70天提前到近木點執行，同時將“旅行者2號”的星敏感器從“老人星”改成了“天津四”，從而減少太陽光壓的影響。
1977年9月5日，“旅行者1號”進入近日點1.01天文單位、遠日點8.99天文單位的日心軌道。1978年2月23日，“旅行者1號”進行掃描平臺測試，結果掃描平臺的展開執行機構卡死，對后續任務來說是一個毀滅性的打擊。美國噴氣推進實驗室在對地面樣機進行試驗后，再次命令“旅行者1號”進行測試，5月31日，執行機構沒有發生再次卡死。上次卡死的原因可能是執行機構的齒輪被灰塵污染，導致齒輪被卡住。而在后續測試中灰塵被壓碎或移除，于是平臺恢復了正常工作。
“旅行者1號”及Star-37固體火箭發動機
比較有意思的事情來了。在美國噴氣推進實驗室專注于“旅行者1號”的時候，他們把“旅行者2號”忘了。“旅行者2號”在1978年4月5日自動進入“指令失效警告”。在一周內主份接收機未接收到地面上行指令的時候，默認主份接收機失效，轉入備份接收機。但是備份接收機無法鎖定來自地面的信號，因為地球自轉及航天器飛行導致的多普勒頻移，會導致信號頻率發生變化。工程師并沒有注意這個問題，因為12小時后又會切換回主份接收機。但是主份接收機在開機后僅僅30分鐘就遭遇短路，徹底失效。
這問題可就大了，如果人類還想知道天王星和海王星的奧秘，那么希望必須寄托在“旅行者2號”的備份接收機上。又是7天過去，航天器再次切換至備份接收機。此時深空網開發的計算機控制振蕩器派上了用場。
4月13日，這些變頻率的信號成功上行至“旅行者2號”。但是不是每條指令都被成功接收了？工程師發現，接收機的可接受頻帶會隨著溫度變化而改變。這種變頻率上行信號不是一件容易的事情——僅地球自轉一項引起的多普勒頻移是“旅行者2號”可接受頻率范圍的30倍，而每一項誤差都必須被考慮在內。美國噴氣推進實驗室建立了“旅行者2號”各分系統的詳細熱模型，從而精確預示接收機溫度，誤差在0.1℃內。但即使如此，通信仍然時斷時續。10月份，問題才得以解決，任務控制中心向航天器注入了探測序列指令，后續即使信號完全中斷，“旅行者2號”也可以自主完成木星及土星交會。
這還不是問題的結局。1979年9月7日，“旅行者2號”抵達木星。強烈的木星輻射使得接收機頻帶發生了不可預測的變化，在地球掩星區過后，深空網不得不使用多個不同頻率上行從而指望“旅行者2號”可以剛好“聽到”指令。
雖然出現了一系列問題，但“旅行者號”仍不愧是人類歷史上最偉大、成功的幾個行星探測工程之一。一系列故障在土星飛掠后得到了很好的解決，應對措施也足夠完善。兩個“旅行者號”繼續飛向深空，繼續著它們的外層空間探索之旅。
遠地點發動機故障
先進極高頻戰略寬帶通信衛星，也稱為“軍事星3”通信衛星。先進極高頻衛星能給戰區指揮官提供高安全性的、抗干擾的、不易截獲的通信服務，可滿足實時圖像、戰場地圖和跟蹤數據傳輸等戰術通信需求，將成為美國國防部在軍用衛星通信體系結構中期階段使用的骨干。它采用A2100M平臺建造，造價超過5.8億美元。
先進極高頻戰略寬帶通信衛星
2010年8月14日，“宇宙神5-531”運載火箭成功將重6168千克的先進極高頻-1通信衛星發射至一條近地點225千米、遠地點50212千米、傾角22.2度的超同步轉移軌道。按照計劃，首先啟動遠地點發動機，通過30天機動將遠地點提升至1.9萬千米、傾角為6度的軌道，隨后使用其霍爾推進器工作90天進入地球靜止軌道。衛星設計壽命14年。衛星主動力系統使用石川島播磨重工制造的BT-4型聯氨-四氧化二氮450牛推力器，同時擁有6臺22牛單組元推力器和12臺0.9牛單組元推力器，這些推力器由航空噴氣公司研制。BPT-4000雙模態電推系統在轉移軌道使用大推力模式，而在軌道保持時使用小推力高比沖模式。
整流罩中的先進極高頻衛星，注意其安裝在腰部的側裝電推
但是，其第一次遠地點機動時，推進器未能正常工作并自動關機，兩天后的第二次嘗試也未能成功。這意味著遠地點發動機報廢。“先進極高頻-1”從8月29日7:00開始轉入使用22牛單組元推力器升軌的模式，并且電推會提前接手軌道轉移。
在第一階段，3臺22牛推力器工作至9月7日，將遠地點提升至1156千米、傾角19.9度。隨后6臺22牛推力器同時工作至9月22日，將近地點提升至4712千米、傾角15度。第三階段時電推開機，使用10個月將遠地點提升至靜止軌道高度。最終于2011年10月24日進入預定軌道，并且能夠滿足其14年壽命的需求。
遠地點發動機故障
“移動用戶目標系統”是跟“先進極高頻-1”一樣的倒霉鬼。同樣使用A2100平臺，同樣被BT-4坑了。“移動用戶目標系統”戰術窄帶通信衛星將提供比特高頻后繼衛星系統高10倍的傳輸量，并將為美軍提供更可靠的通信方式。“移動用戶目標系統”的首星在2012年發射升空，星座計劃建設4顆業務星，另設1顆備份星。
“移動用戶目標系統”星座的布置圖
2016年6月24日，“宇宙神5-551”型運載火箭成功將6740千克重的“移動用戶目標系統”-5通信衛星送入了一條近地點為3838千米、傾角19度的高近地點同步轉移軌道，但是隨后其石川島播磨重工制BT-4型遠地點發動機未能正常點火。“移動用戶目標系統”-5借助其22牛單組元推力器進行了26次點火，在11月3日完成了最終升軌。但“移動用戶目標系統”-5的南北保位明顯能力受限，相比于前4顆“移動用戶目標系統”保持在2.5度的傾角，“移動用戶目標系統”-5的傾角達到了6.5度左右，其軌道的偏心率也遠大于另外4顆。
太陽能帆板故障
“國際通信衛星-19”是國際通信衛星公司向勞拉空間公司訂購的一顆高通量通信衛星，基于SSL-1300平臺建造，發射質量為5600千克，2012年6月1日由“天頂-3SL”運載火箭發射升空，用于替代“國際通信衛星-8”，設計壽命18年。
天頂3SL發射“國際通信衛星-19”
“國際通信衛星-19”在發射成功后晚些時候宣布，衛星的南側太陽能帆板無法展開。4次升軌后南側帆板終于勉強展開，但是損失了25%的電力，并且導致衛星的容量損失了50%。
國際通信衛星19號
最終故障分析委員會查明，問題出自帆板的一個制造缺陷。這種缺陷導致“國際通信衛星-19”的南側帆板受到永久性損傷，無法全功率供電。
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