«Una verdadera historia de éxito en el espacio»», así es como el director de experimentos, William Kerslake, describió la segunda prueba de cohetes eléctricos espaciales de la NASA (SERT II), la primera operación de larga duración de los propulsores iónicos en el espacio. Esta prueba proporcionó a los investigadores datos durante años más allá de su vida útil prevista y fue un ejemplo raro de una misión completa, incluyendo el lanzamiento, el sistema de propulsión, la nave espacial y el centro de control, gestionada por una organización: el Centro de Investigación Lewis de la NASA en Cleveland (hoy, NASA Glenn).
El concepto de los propulsores de propulsión eléctrica se remonta a principios del siglo XX, pero al funcionar en el vacío, no hubo ninguna aplicación práctica para estos sistemas hasta el programa espacial décadas más tarde. A finales de la década de 1950, los investigadores de la NASA Lewis comenzaron a investigar los tipos de propulsión eléctrica y a analizar misiones que podrían utilizar estos sistemas. Estos propulsores producen bajas cantidades de empuje creando y acelerando pequeñas partículas a altas velocidades y, con el tiempo, pueden acelerar las naves espaciales a velocidades muy altas. Su capacidad de operar continuamente durante años a la vez con poco propulsor los hace ideales para misiones de larga duración o para mantener satélites en órbita.
Este trabajo se amplió a principios de los años 60 con la creación de la División de Propulsión Electromagnética de Lewis y la construcción de grandes instalaciones de vacío, incluido el Laboratorio de Propulsión y Potencia Eléctrica (EPPL). El motor iónico de bombardeo de electrones del ingeniero de Lewis Harold Kaufman, que utilizaba mercurio líquido como propulsor, era la opción más prometedora. Mientras el propulsor de Kaufman estaba sometido a pruebas exhaustivas en los tanques EPPL, los ingenieros de Lewis comenzaron a desarrollar una nave espacial para probar el propulsor. Durante el vuelo suborbital SERT I de 50 minutos del 20 de julio de 1964, el propulsor Kaufman se convirtió en el primer motor iónico que funcionó en el espacio.
Lewis siguió mejorando el sistema de propulsión y en agosto de 1966 recibió la aprobación para SERT II. Los investigadores querían verificar que los propulsores pudieran funcionar durante más tiempo en el espacio, determinar su efecto en otros sistemas de naves espaciales y medir la degradación de las matrices solares a lo largo del tiempo.
El centro comenzó el desarrollo simultáneo del sistema propulsor de iones SERT II y de la nave espacial que lo pondría en órbita: un cohete Thorad-Agena. El SERT II tenía dos propulsores de bombardeo de electrones de 15 centímetros de diámetro colocados en el extremo posterior y una matriz solar de 5 por 40 pies, la mayor nunca volada por la NASA en ese momento, en el otro extremo.
Tras una serie de pruebas en el EPPL, el SERT II fue lanzado el 3 de febrero de 1970. El director del proyecto, Raymond Rulis, dijo que el lanzamiento fue «una de las operaciones más fluidas que he visto». SERT II fue colocado en una órbita polar circular que proporcionaba a sus matrices solares la luz solar continua necesaria para alimentar a sus propulsores y sistemas electrónicos.
El 14 de febrero de 1970, los ingenieros de Lewis activaron el primer propulsor, comenzando su prueba operativa de seis meses. Tres semanas después, los operadores cerraron el propulsor justo antes de que el vehículo atravesara el camino de un eclipse solar. Luego se reinició sin problemas y siguió operando cuando la nave espacial se encontró con el eclipse por segunda vez más tarde ese día.
El propulsor funcionó con éxito durante cinco meses hasta que un cortocircuito eléctrico en la red provocó su falla el 22 de julio de 1970. Dos días después, se activó el segundo propulsor. Funcionó sin problemas durante tres meses y medio hasta que se produjo un corto similar a mediados de octubre. Aunque los propulsores SERT II no alcanzaron sus objetivos de seis meses, funcionaron durante períodos prolongados, confirmando los datos obtenidos en los tanques de vacío de Lewis.
La misión continuó cuando los ingenieros de Lewis reactivaron SERT II en 1973 para demostrar el reinicio del cátodo
