A Lockheed Martin Space é uma das quatro divisões comerciais da Lockheed Martin. Sua sede fica em Littleton, no Colorado, e há instalações em Valley Forge, na Pensilvânia, Sunnyvale, Santa Cruz, Huntsville e outros locais nos Estados Unidos e no Reino Unido. A divisão emprega cerca de 20 mil pessoas. Seus produtos incluem satélites comerciais e militares, sondas espaciais, sistemas de defesa contra mísseis, a nave Orion da NASA e o tanque externo do ônibus espacial.
A Lockheed Missile Systems Division foi criada em Van Nuys, na Califórnia, no fim de 1953, para reunir os trabalhos com o Lockheed X-17 e o X-7. O X-17 era um foguete de pesquisa de combustível sólido e três estágios, projetado para testar os efeitos da reentrada atmosférica em alta velocidade Mach. O foguete também foi usado como propulsor nos três testes nucleares em grande altitude da Operação Argus, realizados no Atlântico Sul em 1958. O Lockheed X-7, apelidado de "cano de fogão voador", era uma plataforma de testes não tripulada americana da década de 1950 para motores estatorreatores e tecnologia de guiamento de mísseis.
A Lockheed Missiles Division mudou-se de Van Nuys para uma instalação recém-construída em Palo Alto, na Califórnia, em 1956. No ano seguinte, foi transferida para uma instalação maior em Sunnyvale. O míssil Polaris foi o primeiro novo programa de grande porte desenvolvido nos dois locais. Os programas de satélites vieram depois, e a unidade passou a se chamar Lockheed Missiles and Space Division.
O UGM-27 Polaris era um míssil balístico lançado de submarino, conhecido pela sigla inglesa SLBM. Ele foi construído durante a Guerra Fria pela Lockheed Missiles & Space Division, em Sunnyvale, para a Marinha dos Estados Unidos. O desenvolvimento do programa Polaris começou em 1956, e o primeiro teste de voo ocorreu em 1958. Em 1960, o USS George Washington lançou com sucesso um Polaris A-1 de uma posição submersa. O SLBM evoluiu para o Polaris A2, o Polaris A3, o Poseidon C3, o Trident I C4 e o Trident II D5. Todos foram projetados e administrados na instalação de Sunnyvale. O conjunto é chamado pela Marinha de Fleet Ballistic Missile Program, ou programa FBM. A Lockheed Martin é a única fornecedora dos mísseis FBM desde 1956.
A Lockheed Missiles & Space tornou-se a contratada principal de partes do Sistema de Satélites Militares WS 117L, que previa o desenvolvimento de um sistema de satélites estratégicos. O elemento central era a nave Agena da Lockheed, a primeira espaçonave multiuso do mundo com motores de aceleração e manobra. A Agena também operava como segundo estágio do veículo lançador ou como veículo transportador do sistema de reconhecimento. O WS-117L e a Agena deram origem ao Corona, o primeiro sistema americano de satélites de reconhecimento fotográfico. Entre agosto de 1960 e maio de 1972, o sistema coletou imagens para inteligência e cartografia. Mais de 800 mil imagens foram obtidas do espaço. A resolução, de 8 metros no início, chegou a 2 metros. O programa deixou de ser sigiloso em fevereiro de 1995. Cerca de 365 naves Agena apoiaram missões que iam dos primeiros trabalhos interplanetários da NASA ao Seasat da Marinha dos Estados Unidos e às séries Corona, Midas e Samos da Força Aérea. Esse período se estendeu de janeiro de 1959 a fevereiro de 1987, quando a última Agena D foi lançada.
O programa Corona deu origem aos programas KH-7 Gambit e KH-9 Hexagon. O primeiro sistema Gambit, lançado em 1963, levava uma câmera com distância focal de 2.000 milímetros. O segundo, o KH-8 Gambit 3, tinha uma câmera com distância focal de 4.400 milímetros. Seu primeiro lançamento ocorreu em 1966, e o sistema forneceu aos Estados Unidos recursos de vigilância espacial por quase duas décadas. O Hexagon foi lançado pela primeira vez em 1971 para ampliar a capacidade do Corona de fotografar grandes áreas de acesso negado que poderiam conter ameaças aos Estados Unidos. Doze dos 19 sistemas enviados ao espaço também levavam uma câmera cartográfica para o planejamento militar americano. O Gambit e o Hexagon foram lançados em foguetes produzidos por empresas que deram origem à Lockheed Martin. O Gambit 1 usou um lançador da família Atlas com uma Agena D como estágio superior orbital. O Gambit 3 foi lançado com um Titan IIIB, e o Hexagon com o Titan IIID, de maior porte.
Em 1984, a Lockheed conseguiu pela primeira vez destruir por colisão direta o veículo de reentrada de um míssil balístico intercontinental, conhecido pela sigla inglesa ICBM. O teste ocorreu no Homing Overlay Experiment, ligado à Iniciativa Estratégica de Defesa, e usou apenas a força da colisão do veículo de destruição cinética, ou KKV, para destruir uma ogiva simulada fora da atmosfera terrestre. O KKV tinha um buscador infravermelho, componentes eletrônicos de orientação e um sistema de propulsão. No espaço, podia abrir uma estrutura dobrada, semelhante às varetas de um guarda-chuva, com 4 metros de diâmetro, para ampliar sua seção transversal efetiva. O dispositivo destruiria o veículo de reentrada Minuteman a uma velocidade de aproximação de cerca de 6.100 metros por segundo e a mais de 160 quilômetros de altitude. Testes posteriores deram origem ao sistema de armas Terminal High Altitude Area Defense, conhecido como THAAD, ao Sistema Estendido de Defesa Aérea de Médio Alcance, chamado MEADS, e ao Veículo de Destruição Múltipla, chamado MKV.
O Titan I foi a primeira versão da família de foguetes Titan. Seu desenvolvimento começou em outubro de 1955, quando a Força Aérea dos Estados Unidos concedeu à então Martin Company, em Denver, um contrato para construir um ICBM. Foi o primeiro foguete de dois estágios dos Estados Unidos e integrou a força estratégica de dissuasão do país. No início da década de 1960, o foguete foi adaptado para lançar a cápsula do Projeto Gemini, que levava duas pessoas ao espaço. A família Titan lançou doze naves Gemini, as missões Viking para Marte, as sondas Voyager 1 e Voyager 2 e a Cassini-Huygens para Saturno. O Titan começou como projeto alternativo de ICBM para o caso de atrasos no Atlas. Era um foguete de dois estágios movido a RP-1 e oxigênio líquido. Os ICBMs Titan I e Atlas que usavam esses propelentes precisavam de cerca de trinta minutos para serem abastecidos e disparados. A maior parte dos foguetes Titan derivava do ICBM Titan II. Esse míssil levava uma ogiva W-53 com rendimento de 9 megatons, a mais potente entre os ICBMs de prontidão no arsenal nuclear americano. O Titan III era um Titan II modificado que podia receber propulsores auxiliares de combustível sólido. A Força Aérea dos Estados Unidos o desenvolveu como lançador pesado de satélites, usado principalmente para cargas militares americanas, entre elas satélites de alerta antecipado do Defense Support Program, satélites de inteligência e satélites de comunicação de defesa. O Titan IV era um Titan III alongado, sempre equipado com propulsores auxiliares de combustível sólido. Podia ser lançado com o estágio superior Centaur, com o Inertial Upper Stage, chamado IUS, ou sem estágio superior. Quase todos os lançamentos transportaram cargas militares americanas. Uma exceção foi a sonda Cassini-Huygens da NASA, lançada rumo a Saturno em 1997.
Em 8 de fevereiro de 2021, a Lockheed anunciou a escolha da fabricante de foguetes ABL Space, de Los Angeles, para lançar uma missão da Escócia em dois anos. As empresas esperavam que esse fosse o primeiro lançamento feito a partir do Reino Unido e do solo europeu.
A RCA Astro-Electronics Division era uma divisão da RCA. Em março de 1958, a empresa criou a Astro Electronics Products, chamada AEP, como divisão da RCA Defense Electronic Products. A instalação projetava e fabricava naves espaciais, também era chamada de RCA Space Center e ficava em East Windsor, na Nova Jérsia.
Em 18 de dezembro de 1958, a RCA Astro lançou com sucesso seu primeiro satélite de comunicação a partir da Estação de Cabo Canaveral. O satélite se chamava SCORE, sigla inglesa de Signal Communications by Orbiting Relay Equipment, e transmitiu a primeira mensagem de voz enviada do espaço. A RCA Astro passou a fabricar satélites e outros sistemas espaciais nos Estados Unidos. Entre seus produtos estava o satélite meteorológico TIROS, lançado em 1960, o primeiro desse tipo no mundo.

Em 1985, dois integrantes da equipe de engenharia da Astro Electronics, Bob Cenker e Gerard E. Magilton, foram escolhidos para treinar como especialistas de carga da NASA na missão STS-61-C do ônibus espacial Columbia. O voo colocaria em órbita o satélite de comunicação Satcom KU-1 da RCA Americom, projetado e construído na instalação da Astro-Electronics. Cenker entrou para a tripulação, e Magilton ficou como reserva. Quando o Columbia foi lançado em 12 de janeiro de 1986, Cenker tornou-se o primeiro astronauta da RCA Astro-Electronics. Após a destruição do Challenger na missão seguinte do programa, especialistas de carga civis ficaram fora dos voos do ônibus espacial até 1990. A General Electric já havia comprado a RCA, e a RCA Astro-Electronics passou a integrar a GE. Cenker foi o único funcionário da RCA Astro-Electronics e da instalação, sob qualquer um dos nomes adotados depois, que viajou ao espaço.
A instalação operou como GE Astro Space até ser vendida à Martin Marietta em 1993. Em 1995, passou a integrar a recém-criada Lockheed Martin, formada pela fusão da Martin Marietta com a Lockheed Corporation. Pouco depois, a Lockheed Martin anunciou que fecharia a instalação da Nova Jérsia. Antes do fechamento, a unidade concluiu os projetos que estavam em andamento, entre eles o desenvolvimento da série de naves Inmarsat 3. A Inmarsat usava feixes pontuais de última geração e maior potência para oferecer serviços mundiais de comunicação de voz e dados a terminais móveis. Alguns tinham o tamanho de aparelhos de mensagens de bolso e eram instalados em navios, aeronaves e veículos.

Enquanto a instalação concluía sua carteira de projetos espaciais comerciais e governamentais, parte do trabalho foi transferida para outras unidades da Lockheed Martin. Entre elas estavam a antiga instalação da Lockheed em Sunnyvale e uma unidade recém-construída em Newtown, na Pensilvânia. A instalação inaugurada como RCA Astro Electronics fechou em definitivo em 1998.
A Lockheed Martin Space Systems tem sede na região de Denver e mantém operações em Sunnyvale, onde sua unidade trabalha com engenharia, produção e testes de programas espaciais. Perto de Sunnyvale também fica o Advanced Technology Center, organização de pesquisa e desenvolvimento da Lockheed Martin Space Systems, antes chamada Lockheed Palo Alto Research Laboratory.
Em 31 de agosto de 2006, a NASA escolheu a Lockheed Martin Corporation, sediada em Bethesda, Maryland, como contratada principal para projetar, desenvolver e construir a Orion, nave americano-europeia destinada a uma nova geração de exploradores. O plano previa missões tripuladas à Lua e apoio a transferências de tripulação em missões a Marte. A Orion é lançada pelo Space Launch System.
Em novembro de 2010, a NASA selecionou a Lockheed Martin Space Systems e outras doze empresas para negociar possíveis contratos de estudos sobre conceitos de veículos lançadores pesados, tecnologias de propulsão e custos.
Em junho de 2014, a Força Aérea dos Estados Unidos concedeu à empresa um contrato de preço fixo de 1,86 bilhão de dólares para construir o quinto e o sexto satélites de órbita geoestacionária, chamados GEO-5 e GEO-6, do Sistema Infravermelho Baseado no Espaço, conhecido pela sigla inglesa SBIRS.
Em junho de 2015, a Lockheed Martin anunciou planos de ampliar sua força de trabalho em Cabo Canaveral, na Flórida, para apoiar o programa do míssil balístico de frota Trident II D5 da Marinha dos Estados Unidos.
A Lockheed Martin Space reúne cinco linhas de negócios. Cada uma é um centro de lucros e perdas voltado a determinados clientes e produtos. Um vice-presidente e gerente-geral chefia cada linha.
Vice-presidente e gerente-geral: Kyle Griffin
Clientes: NASA, NOAA e agências espaciais internacionais
Produtos: sistemas de observação da Terra, exploração lunar e planetária e voos espaciais tripulados
Vice-presidente e gerente-geral: Johnathon Caldwell
Clientes: Força Aérea dos Estados Unidos, Marinha dos Estados Unidos, DARPA e órgãos militares aliados
Produtos: satélites de vigilância, alerta antecipado e navegação
Vice-presidente e gerente-geral: Stacy Kubicek
Clientes: Força Aérea dos Estados Unidos, Marinha dos Estados Unidos, DARPA, órgãos governamentais aliados e operadoras comerciais de satélites
Produtos: sistemas terrestres de satélites, arquitetura de missões, processamento e análise de sensores e proteção cibernética
Vice-presidente e gerente-geral: Sarah Hiza
Clientes: Marinha dos Estados Unidos, Força Aérea dos Estados Unidos, DARPA, Agência de Defesa de Mísseis dos Estados Unidos e Marinha Real Britânica
Produtos: mísseis, veículos hipersônicos de reentrada, interceptadores cinéticos, programas de gestão de combate e armas de energia dirigida
Vice-presidente e gerente-geral: Maria Demaree
Clientes: não divulgados
Produtos: missões sigilosas