在ORS发展中，美军首次将临近空间飞行器与战术星、及时响应运载器统一纳入一个军事航天大系统中，提出由战术星、临近空间飞行器和及时响应运载器共同组成“联合作战空间”。超高空长航时无人机、平流层飞艇、浮空器等临近空间飞行器具有机动性好、成本低、易维护等特点，如果处于作战区域，可在短时间内迅速建立起战区监视、侦察、通信体系，提高系统的及时响应能力，改进作战效果。
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在ORS计划的推动与牵引下，一些新的航天器概念先后出现，其中F6卫星、星簇和轨道快车计划备受关注。虽然这些概念只处在初步发展阶段，也未列入国防部公布的ORS实施计划表内，但它们有可能对ORS未来的发展产生重要影响。
F6航天器
2007年7月，DARPA正式启动了F6（Future、Fast、Flexible、Fractionated、Free-Flying Spacecraft united by Information eXchange）计划，该计划的主要内容是以信息交换为纽带，构成未来的快速、灵活、模块化、自由飞行航天器系统，同时评估用小型商业级运载火箭发射未来模块化航天器的可行性。
F6项目的发展目标是建立一种面向未来的灵活、高效的航天器体系结构，其发展思路是将传统的整体式航天器分解为多个可组合的分离模块，不同模块具有不同的功能，承担不同的任务，各分离的功能模块可以快速批量制造和独立发射，在轨运行时通过编队飞行、无线数据传输、无线能量传输协同工作，构成一个完整功能的虚拟航天器系统，该系统在全寿命周期内都具备系统重构和功能再定义的能力，从而大大提高在轨系统的灵活性、可扩展性和可维护性。
F6航天器的技术特征可以归纳为“功能分解、结构分离、无线连接、编队飞行”。2008年2月，DARPA宣布已分别授予波音公司、洛·马公司、诺·格公司、轨道科学公司等四个研究团队F6计划第一阶段研究合同，金额总计超过3850万美元。F6演示验证计划为期四年，预计在2010年左右进行在轨演示。
星簇结构
2007年美国提出了具有及时响应能力的星簇结构航天器概念。这种航天器是一种新型分布式航天器。图10所示为部署在地球同步轨道上的星簇，其组成主要包括路由航天器、服务航天器和任务航天器三部分。其中路由航天器和服务航天器又组成星簇结构的基础设施，可以为在其内部运行的任务航天器提供标准的通信和燃料补充服务，而实现了小型化、轻质量和低成本的任务航天器则用来完成特定的任务。
星簇中的任务航天器被设计用来完成特定的任务，不需要携带推进剂和任务通信设备。星簇内部的多个任务航天器协同工作。这些任务航天器的所有通信任务都通过一个轻质的、低功率无线网络与路由航天器联接完成。星簇结构的关键技术包括类似于轨道快车演示的在轨操作技术和无线网络与IP技术。
轨道快车
2007年3月～7月，DARPA的“轨道快车”计划首次成功演示了航天器在轨捕获、燃料补给和修复等轨道操作技术。轨道快车系统由“空间自动化运输机器人”与“未来星/货舱飞行器”组成。轨道快车完成了一系列交会、逼近、绕飞、位置保持、捕获、对接，以及推进剂输送与在轨更换单元模块等操作，表明美国在轨道操作技术领域取得了重大突破。这一技术领域取得的突破，对卫星技术和空间对抗技术的发展将产生深远影响。其一，对卫星的总体、结构等技术的发展将产生重大影响；其二，在轨推进剂补给、在轨修复等技术对卫星的运行、维护和延长使用寿命将产生重要影响；其三，对非合作目标的逼近、绕飞、位置保持、捕获、对接等在轨操作技术，对空间对抗技术与装备的发展将产生重要影响。