1967年6月17日，中国成功进行氢弹爆炸试验。中国研制核武器进程的快速发展，使美日两国政府内部主张加强美日宇宙空间技术合作的呼声日益高涨。1967年9月，由志贺健次郎率领的自民党宇宙开发特别委员会代表团出访美国，探询美国是否愿意在发射日本通信卫星方面予以合作。(66)1967年11月14-17日，佐藤荣作首相访问华盛顿，与约翰逊总统举行会谈。美日两国政府首脑终于达成谅解：美日两国将在宇宙空间科学研究及和平利用方面进行合作。(67)美国国务院、国防部、宇航局、军备控制与裁军署等部门开始共同讨论具体的对日援助方案。1968年1月初，确认美日在宇宙空间技术领域的合作符合美国的战略利益。(68)当然，美国提供技术援助不是没有前提条件的，日本政府应当做出以下三项承诺：(1)按照美日两国都参加的国际通信卫星组织的规定处理有关事项。这一条件的核心是将日本纳入由美国主导的单一的世界通信卫星体制。(2)美国向日本提供的技术和设备必须限定于“和平利用”，不能将火箭技术转用于开发洲际弹道导弹等核武器运载系统。(3)日本政府应当实行与美国相同的出口管制政策，不能将美国提供的技术和设备向第三国转让。在这里，所谓“第三国”，主要是指中国。(69)1968年1月17日，美国驻日大使约翰逊向佐藤荣作首相递交《关于美日宇宙空间技术合作的备忘录》。其中指出：在前述三项前提条件下，“美国政府同意提供有益于日本宇宙计划的各种技术和设备，同意美国产业部门提供有关技术”，在通信卫星以及人造卫星运载火箭的开发、制造、发射方面予以合作。(70)这样，美国政府推动着日本政府必须做出选择：是继续坚持依靠国产技术、独立研制运载火箭的路线，还是引进美国的技术设备来推进运载火箭的研制？如果选择后者，就必须接受美国政府提出的援助条件。1968年12月23日，日本政府提出复案。在合作范围问题上，日本政府没有向美国要求提供人造卫星发射设备，只是要求美国提供与通信卫星和运载火箭相关的技术援助。对于美国提出的三项前提条件，日本政府表示，在利用“美日两国合作研制的通信卫星”时，“美日两国不违反在国际通信卫星组织中的承诺，按照国际通信卫星组织的规定进行使用”；“美国转让的技术和设备，其使用限定于和平目的”。关于出口管制问题，日本政府希望继续与美国政府进行讨论，但是，“日本不能考虑制定有关出口管制的新立法”。因此，出口管制问题成为美日两国最大的争议点。(71)1969年2月5日，日本政府提出新的提案。其中指出：“在日本现存法律法规的规定范围内，除美日两国政府相互约定者以外，对那些不属于机密但应当管制的技术，日本政府将按照美国政府的要求，尽最大的努力防止向第三国转移”。与1968年12月23日的提案相比，日本政府更加明确地提出了希望“美国允许美国企业向日本企业和日本政府提供有益于Q型火箭和N型火箭开发的技术以及设备”，例如，道格拉斯公司生产的“雷神-德尔塔”火箭系统。(72)1969年5月6日，日本国会通过《关于宇宙开发和利用基本原则的决议》，明确规定人造卫星以及运载火箭的开发与利用限定于和平目的。6月23日，日本政府颁布的《宇宙开发事业团法》做出同样的规定。在这里所说的“和平目的”，指的是“非核、非军事”目的。这意味着不允许防卫厅和自卫队提供研究经费、拥有宇宙技术、运用宇宙技术。(73)在美国政府当中，最理解日本政府立场的是国务院。1969年2月21日，美方提出复案，同意日本政府不制定新的出口管制立法。(74)5月21日，美国国家安全委员会责成国务院、国防部、宇航局组成特别委员会，评论日本向美国要求的技术以及可能要求的技术对安全保障的影响问题。曾经出任美国驻日大使、时任副国务卿的亚力克斯·约翰逊奔走于各有关机构，积极支持美日在宇宙空间技术领域的合作。他强调：美国向日本提供宇宙空间技术援助，不仅可以加强美日关系，而且能够防止核武器和弹道导弹技术的扩散，美国企业也能够从中获得巨大的经济利益。“特别是如果日本能在共产党中国之前成功发射人造地球卫星，将极大地提高日本在亚洲人心目中的威信”。国防部的代表则强调，现在还没有能够防止向第三国特别是向中国转移的适当措施。一旦输出到中国，美国向日本提供的技术和设备有可能用于中国战略武器运载系统；而且也有助于日本发展独立的弹道导弹能力。因此，国防部反对向日本提供有关技术。(75)1969年6月，国务院决定暂停颁发24件与人造卫星和运载火箭有关的对日出口许可证。直到1969年7月25日，国务院、国防部、宇航局、军备控制与裁军署等有关各方代表才达成协议。(76)1969年7月28日，美日两国在东京重新开始谈判。7月31日，美国国务卿罗杰斯和日本外相爱知揆一正式签署《美日宇宙空间技术合作协定》(换文)。其主要内容是：美国政府承诺“允许美国企业在商业基础上向日本提供卫星开发相关技术和设备，用于开发Q型火箭和N型火箭以及通信卫星等和平利用计划”；对该种转让技术和设备，美国政府将按照“军火清单”规定的程序进行出口管制。日本政府承诺：“美国向日本转让的技术和设备仅用于和平目的，该种转让技术和设备以及利用该种技术和设备制造的火箭、通信卫星，除与美国政府约定的事项以外，将依据法令和行政规定采取各种措施防止向第三国转移；美日两国合作开发的通信卫星，按照国际通信卫星组织章程的规定进行使用”。此外，在附属议定书中，对前面所说“技术以及设备”的涵义做出解释：特指像“雷神-德尔塔”火箭这样的已经不属于机密的技术和设备，“不包括与重返大气层有关的技术和设备”(77)。
    《美日宇宙空间技术合作协定》(换文)的签订，对于美日两国的意义是不尽相同的。从美国政府来说，“鼓励并援助日本发展宇宙空间技术”这一政策，从一开始就具有双重特色和功能：一方面，它是美国政府处心积虑地试图抵消中国研制核武器对亚洲非共产党国家影响的产物；另一方面，美日在宇宙空间技术领域的合作，又是防范日本走向开发核武器之路的重要手段。美国政府将遏制中国政策与援助日本宇宙空间技术发展直接联系起来，将美日在宇宙空间技术领域的合作与防止日本研制核武器二者巧妙地结合起来。(78)从日本的宇宙空间政策发展进程来看，岸信介政府时期的美日宇宙空间技术合作方案，始终停留在政策构想的阶段；佐藤荣作政府则将美日宇宙空间技术合作推向战略合作的高度。在宇宙空间开发战略上，日本经历了从自主研制路线向美日技术合作路线的重要转变。日本民族主义中的“弘扬日本国威”意识和“培育国产航天工业”意识，乃是延缓这一转换进程的主要因素。日本民族主义中的“对抗中国”意识，则推动着这一转化进程。“遏制中国、对抗中国”的共同目标，成为美日两国战略利益的汇合点。
    1959-1969年期间，美日两国都在密切关注中国研制核武器的进程，并根据各自的情报来源做出判断。直到1963年1月9日，美国政府才向日本详细通报其掌握的绝密情报。这些精确情报在相当程度上影响了日本后来的判断。尽管美日两国对所谓“中国威胁”的认识不尽相同，但是就其认识逻辑来说，越低估中国核武器在军事战略领域的意义，势必越重视中国研制核武器对亚洲非共产党国家的政治和心理影响，美日两国对华政策与美日两国相互关系领域的问题才如此紧密地交织在一起。