Den zweiten meteorologischen Satelliten innerhalb eines Monats startete die NASA am 28.02.1966 für die Environmental Science Services Administration. Eine Delta-​E brachte den Satelliten ESSA II (OT 2) von Cape Canaveral aus auf eine retrograde sonnensynchrone Umlaufbahn in 1.400 km Höhe. Insgesamt drei TIROS Series III Satelliten waren vom Department of Commerce für das ESSA Programm übernommen und auf die „Wagenrad“ Konfiguration umgerüstet worden, bei der die Kameras nicht in der Bodenplatte sondern in der Mantelfläche montiert waren und die Rotationsachse des Satelliten um 90° gedreht wurde. Dank des installierten redundanten APT Systems (Automatic Picture Transmission) übertrug ESSA II alle 352 s eine Erdaufnahme der 1″ Vidicon-​Kamera an Bodenstationen im Empfangsbereich. Darin ähnelte er dem Prototypen TIROS IX, bei dem die Kameras aber noch mit einer 26° Neigung eingebaut gewesen waren, um „Lücken“ bei aufeinanderfolgenden Überflügen zu vermeiden. Die Möglichkeit die unverschlüsselten Aufnahmen frei zu empfangen nutzte beispielsweise die damalige DDR, die im April 1966 mit einer von Technikern des Observatoriums für Ionosphärenforschung in Kühlungsborn entwickelten Anlage den Empfang der Bilder aufnahm. Damit dienten die amerikanischen ESSA Satelliten sogar der Verbesserung der Wettervorhersage jenseits des damals so dichten „Eisernen Vorhangs“. Bis zum 16.10.1970 blieb ESSA II im aktiven Einsatz, bevor er per Funkkommando abgeschaltet wurde.