Eine weitere Technologie-​Demonstrator-​Mission im Rahmen des TacSat Programms der USAF startete am 19.05.2009 mit einer Minotaur 1  Rakete vom Raumfahrtgelände Wallops Island. Finanziert vom Office of Force Transformation des DoD managte das Air Force Research Laboratory das Projekt zur Entwicklung eines neuen modularen Satellitenbusses. Dieser entstand bei Swales Aerospace unter der Bezeichnung Operationally Responsive Space Modular Bus (ORSMB). In diesen wurde die Advanced Responsive Tactically Effective Military Imaging Spectrometer (ARTEMIS) Sensornutzlast integriert. Weiterhin eine experimentelle Kommunikationsnutzlast der US Navy. Der TacSat 3 alias JWS D2 (Joint Warfighting Space Demonstrator) bewährte sich ausgezeichnet im Rahmen des Afghanistankrieges. Sein Hyperspektralsensor war u.a. dafür konzipiert, Ziele zu lokalisieren, ihre Beschaffenheit (Material) zu bestimmen und Tarnungen zu durchdringen. Und dies bei einem Einsatzkonzept, das auf maximale Flexibilität zielte. Diese Aufgabe erfüllte der Satellit derart erfolgreich, daß der Status seiner Mission von experimentell auf operationell geändert wurde. So half der Satellit, versteckte Sprengfallen zu lokalisieren, wie auch unterirdische Höhlen. Nach fast dreijährigem Einsatz (bei einer Auslegungsbetriebsdauer von sechs Monaten) wurde TacSat 3 am 30.04.2012 gezielt zum Absturz gebracht.
Neben dem immerhin rund 400 kg schweren TacSat 3 gelangten vier weitere kleine Nutzlasten bei diesem Start auf ihre Bahnen. Dazu zählte der NASA Satellit PharmaSat 1. Das Ames Research Center hatte diesen Satelliten als Triple-​CubeSat für das µSat-​FF Projekt (MicroSat Free Flyer) konzipiert. Ziel war die Entwicklung eines autonomen Nanosatelliten für Studien biologischer Proben unter kosmischen Bedingungen. Für diese Mission wurde eine Apparatur mit Hefen mitgeführt.
Ein weiterer Satellit stammte vom Hawk Institute for Space Sciences (HISS) und basierte ebenfalls auf einem CubeSat Design. Ziel der Hawksat 1 Mission war die Erprobung kommerziell verfügbarer Komponenten zum Einsatz im All. Außerdem diente der Satellit als Plattform zur Untersuchung von Materialproben „im Auftrag eines bedeutenden Luft– und Raumfahrtunternehmens“.
Ebenfalls ein klassischer CubeSat war PolySat 6 (CP6) von der California Polytechnic State University in San Luis Obispo. Schwerpunkt seiner Mission war die Stabilisierung des Satelliten mittels miniaturisierter Magnetometer und Magnetorquer. Daneben verfügte er über zwei Kameras, die ihre Bilder regelmäßig zur Erde übertrugen. Weiterhin war ein sekundäres Experiment zur Entwicklung einer elektrodynamischen Tether an Bord. Ziel des vom Naval Research Laboratory entwickelten Experiments war es, Methoden für Bahnänderungen von Kleinsatelliten ohne Verbrauch von Treibstoff zu entwickeln.
Schließlich wurde auch noch der AeroCube 3 Satellit von The Aerospace Corporation aus dem P-​POD Mechanismus ausgestoßen. Er verfügte über ein gegenüber seinen Vorgängern verbessertes Solarzellensystem und erprobte einen 2-​Achsen-​Sonnensensor in Kombination mit einem Erdsensor zur Orientierung. In Phase A der Mission blieb AeroCube 3 über eine 60 m Trosse mit der unstabilisierten Endstufe der Trägerrakete verbunden. Untersucht werden sollte die Dynamik dieses Systems. Eine Kamera mit VGA-​Auflösung sollte diese Flugphase dokumentieren. Per Funkbefehl vom Boden konnte die Länge der Trosse verringert werden. Phase B des Unternehmens sollte mit der Abtrennung der Trosse eingeleitet werden. Jetzt stand die Orientierung des Satelliten im Raum und der Einsatz einer Sensor-​Suite zur Erderkundung im Vordergrund. Doch die Trosse brach innerhalb weniger Stunden nach dem Aussetzen, was bereits das geplante Erprobungsprogramm von Phase A drastisch reduzierte. Das Ende der Mission wurde mit dem Ausstoß eines Ballons an einer Trosse eingeleitet. Damit sollte die Eignung dieses Verfahrens zum gezielten De-​Orbiting eines Satelliten erprobt werden. Tatsächlich konnte eine deutliche Verkürzung der Lebensdauer im Vergleich zu den anderen CubeSats festgestellt werden, die gemeinsam mit AeroCube 3 ähnliche Bahnen erreicht hatten.