Au début des années 60, aux Etats-Unis et en URSS, un certain nombre d'AMS ont été conçus, fabriqués et lancés sur la Lune. Le plus grand succès pour les Américains fut le lancement en juillet 1964 du "Ranger-7", qui transmettait à la Terre plus de 4300 images TV de haute qualité de la Lune, reçues avant le contact avec la surface. La dernière image prise d'une hauteur de 1600 m couvrait la surface de 30x50 m. Des cratères allant jusqu'à 1 m de diamètre y étaient clairement visibles.
En URSS, pour la première fois, des possibilités d'atterrissage en douceur sur la Lune ont été créées avec la création en 1963 de la nouvelle série AMS "Luna", des stations d'un poids pouvant atteindre 1,8 tonne, conçues pour livrer un conteneur instrumenté de 100 kg sur la surface de la Lune. Lorsque le Luna-9 AMS fut lancé en février 1966, un atterrissage en douceur sur la Lune de l'objet réalisé par des mains humaines fut effectué avec succès pour la première fois. La deuxième station "amarrée" était Luna-13.
Un appareil mécanique de mesure de la densité du sol et un appareil de mesure de la densité du rayonnement ont été utilisés pour obtenir des renseignements uniques sur la densité et la composition de la surface du sol. Lorsque le Luna-17 AMS a été lancé, c'était pour la première fois que la tâche de se déplacer autour de la surface lunaire a été fixée. Après un atterrissage réussi, l'engin spatial Lunokhod-1 a été lancé à partir de l'embarcadère d'atterrissage. 10 mois plus tard, l'engin spatial Lunokhod-1, contrôlé depuis la Terre par radio, a parcouru plus de 10,5 km sur la surface lunaire.
L'une des lumières les plus brillantes du ciel nocturne - la planète Vénus couverte de nuages - est devenue l'une des premières cibles des vols AMS. Pour la première fois, la possibilité de lancer AMS est apparue à la fin de 1960, lorsque le premier lance-roquettes A-2-e a été créé en URSS. En février 1961, la première fusée A-2 est lancée en URSS.
Utilisation de la "fenêtre" pour les lancements à la Vénus de l'URSS a lancé AMS "Vénus-1", qui a été tenu à une distance de 100 mille km de Vénus et est entré dans une orbite quasi solaire. Le 12 novembre 1965, il a été lancé afin d'atteindre sa surface "Vénus-3". Le 1er mars 1965, la station a atteint la surface de Vénus avec le premier vol AMS vers une autre planète. En 1967, la station Venus 4 s'est envolée avec succès directement vers la planète. A 45 000 km de Vénus, un véhicule de descente sphérique (CA) de 1 m de diamètre séparé de la station, qui a résisté à une surcharge pouvant atteindre 300 g lors de son entrée dans l'atmosphère planétaire. Le système de parachute a également permis une descente atmosphérique qui a duré 94 minutes. Il a été rapporté qu'à une altitude de 25 km, la température atmosphérique était égale à 271 g et la pression à 17-20 atmosphères. Sur la surface de la planète, la température est égale à 475 g et la pression est de 15 atm.
On a découvert que l'atmosphère de Vénus était presque entièrement composée de dioxyde de carbone. Par la suite, plusieurs lancements ont été effectués dans le but de s'immerger dans l'atmosphère de Vénus.
La première station spatiale lancée vers Mars le 1er novembre 1962 fut l'AMS soviétique Mars-1. Les États-Unis ont lancé les deux premiers Mariner en 1964. Le lancement de Mariner 3 a échoué et trois semaines plus tard, Mariner 4 a été mis en orbite.
Le 14 juillet 1965, il a volé à 9600 km de Mars sans détecter aucune ceinture de rayonnement ou champ magnétique autour de la planète. Il a été établi que la pression à la surface de la planète est inférieure à 1% de la pression terrestre au-dessus du niveau de la mer et correspond à la pression dans l'atmosphère terrestre à une altitude de 30-35 km. Des cratères semblables aux cratères lunaires ont été trouvés à la surface de Mars.
Le premier AMS soviétique à atterrir sur Mars fut "Mars2", pesant 4650 kg. Dans le sol a été trouvé : 15-20% de silicium, 14% de fer, calcium, aluminium, soufre, titane, magnésium, césium et potassium. Dans l'air, 95 % de dioxyde de carbone, 2,7 % d'azote et des traces d'oxygène, d'argon et de vapeur d'eau ont été trouvés. Le 29 mars 1973, le vaisseau spatial a atteint sa destination, la planète Mercure, en passant à une distance de 690 km de sa surface ombragée. Au cours de chaque mission, la surface de la planète a été étudiée. Des traces d'argon, de néon et d'hélium ont été trouvées dans l'atmosphère de Mercure, un trillion de fois moins que sur Terre. La gamme des températures de surface de 510 à -210 grammes, l'intensité du champ magnétique de 1% de la Terre, et la masse de la planète est de 6% de la masse de la Terre.
Aussi AMS ont été envoyés à Jupiter et Saturne.