L'inizio dell'esplorazione dei cieli e dello spazio richiese una comprensione più profonda delle leggi della balistica: il volo di razzi, jet, missili e astronavi non poteva infatti essere spiegato e calcolato utilizzando le nozioni di balistica interna, intermedia, esterna e terminale conosciute all'epoca. Gli esperimenti sul volo di Goddard e von Braun evidenziarono la necessità di strumenti più complessi di un giroscopio per controllare il volo di un missile. Per i futuri cosmonauti e astronauti, i problemi posti dalla velocità di fuga e dal rientro in orbita assunsero un'importanza fondamentale. Nel frattempo, i velivoli a jet in grado di superare la barriera del suono ad altezze tra i 10 e il 15 chilometri portarono a un cambiamento nello studio delle dinamiche di volo, che non poteva più ignorare le leggi della balistica.

Anche se la meccanica newtoniana si applica ancora alla balistica di razzi e missili, i calcoli sono diventati così complessi da richiedere la derivazione di equazioni differenziali di secondo ordine per calcolare la traiettoria, la resistenza dell'aria e il momento di impatto sul bersaglio tenendo in considerazione tutti i fattori, compresa la forza di gravità. Considerando che i missili vengono lanciati da velivoli in movimento ad altissime velocità, la presenza di computer per svolgere i calcoli necessari diventa assolutamente irrinunciabile.

Chi lavorava a progetti di esplorazione dell'orbita e dello spazio dovette quindi rivolgersi a un nuovo campo di studio: l'astrodinamica, un insieme di balistica e meccanica celeste. La balistica da sola, infatti, non è sufficiente a calcolare il viaggio (di andata e ritorno) di un equipaggio umano sulla luna. I complessi calcoli di traiettoria di due oggetti nello spazio richiesero la creazione, da parte della NASA, dell'Apollo Guidance Computer, un microcomputer di bordo con il quale comunicare in diretta per correggere i calcoli balistici in tempo reale.

Le applicazioni della balistica erano diventate tali e tanto complicate da non poter più essere affrontate da semplici uomini.