Discoverer XX, der am 17.02.1961 mit einer Thor-​SLV2 Agena-​B von Vandenberg startete, war der Prototyp einer neuen Serie innerhalb des CORONA Programms. An Bord befand sich nämlich eine von Itek neu entwickelte Weitwinkelkamera vom Typ A′ (KeyHole KH-​5 ). Satelliten mit dieser Kamera liefen unter dem Codenamen ARGON. Die Mission von Discoverer XX scheiterte aus mehreren Gründen. Zunächst versagten die Kamera und weitere Bordsysteme, dann auch noch die Programmsteuerung. Bis zu dieser Mission wurde die Kapseltrennung durch ein Kommando am Ende des Programmbandes automatisch ausgelöst. Diesmal „hing“ die Steuerung jedoch für einen halben Orbit, wodurch der Rest der Mission zeitlich asynchron ablief. Als die Kapsel mit dem Filmmaterial wegen des Programmfehlers zum falschen Zeitpunkt abgetrennt wurde, ging sie prompt weit außerhalb des vorgesehenen Gebietes im Indischen Ozean nieder und sank (laut anderen Quellen strandete sie hingegen auf einer eigenen Umlaufbahn). Als Konsequenz aus diesem Versagen wurde die Automatik bei den nächsten Missionen eliminiert. Die Agena Stufe trug bei diesem Flug wieder eine experimentelle Transit-​On-​Discoverer (TOD 8) Nutzlast, mit der Dopplermessungen ergänzend zu den Versuchen mit den Transit Navigationssatelliten unternommen werden sollten. Da für diese Mission zusätzliche Batterien installiert und Druckgasvorräte mitgeführt worden waren, kam zum Start eine der ersten Thor mit Block II Triebwerk zum Einsatz.