SPHERES最初设想是一组天基卫星，为先进望远镜、在轨卫星服务和自动对接的航天器近距离编队飞行测试计算机程序。在2006年5月18日首次在轨测试之前，NASA首席技术专家Miller意识到SPHERES还可以成为实验平台。

SPHERES Halo实验卫星为环形六角结构，类似星球大战的战斗机飞船，具备更复杂的配置，可进行更多的实验。

SPHERES Slosh项目旨在研究太空中火箭液体燃料晃动情况。为模拟燃料晃动，研究人员用2个SPHERES作为容器装上染成绿色的液体，用相机和传感器记录液体运动，将实验数据与计算机模型结合，可提高航天飞行的安全性和效率。

2011年9月，SPHERES增加了智能手机，使SPHERES可作为机器人执行危险或高重复性任务。

SPHERES VERTIGO项目通过安装在卫星上的摄像机和电脑提供提供基于视觉的导航和翻滚目标的特征表征，SPHERES可建立目标的3D模型，通过模型即可进行导航。

最新添加在SPHERES上的Halo由印刷电路板和6个扩展端口组成，每个扩展端口带有电源、数据连接和计算能力。

SPHERES-Slosh测试阶段-5