Все предыдущие варианты RC-135 служили в основном для радиотехнической разведки, но на вооружении 6-го СК стояли также самолеты телеметрической разведки и фоторазведки RC-135S. Назначением их было слежение за испытаниями советских МБР. Они сменили стоявшие на вооружении с 1958 г. три самолета ЕВ-47Е(ТТ), которым был присущ серьезный недостаток - они не могли фотографировать цели и измерять их траектории.

Существовало четыре экземпляра RC-135S. Как и в случае с KC-135R, все четыре были разными и постоянно переделывались, чтобы поспеть за развитием советской ракетной техники. Единственной постоянной приметой был "шнобель" с метеорадаром и системой разведки связи AN/AMQ-15. Первый экземпляр, борт 59-1491, был переделан из летающей лаборатории JKC-135A. Сначала самолет был известен под прозвищем "Нэнси Рэй", потом "Уонда Белл" (Wanda Belle - красотка Ванда) и, наконец, получил кодовое название "Ривет Болл" (шар с заклепками). Этот самолет первоначально участвовал в программе "Джиг Тайм" (время танцевать джигу) вместе с разведчиками RC-135D; отсюда встречающееся в печати ошибочное утверждение, что этот самолет был переделанным RC-135D. С правого борта перед крылом находились три расположенные друг над другом большие горизонтальные антенны-диполя на широких трапециевидных пилонах, которые служили для перехвата данных телеметрии, посылаемых ракетой. Еще одна такая антенна крепилась на грузовой двери. Также справа, немного отступя от носовой стойки шасси, располагались в ряд К) больших круглых окон, тянувшихся до середины центроплана. Эти окна, придававшие самолету сходство с авиалайнером, были главной "особой приметой" RC-135S и служили для траекторных измерений, фото- и киносъемки боеголовок ракет, входящих в атмосферу.

Над центропланом имелся блистер, где сидел наводчик и вручную наводил фото- и киноаппаратуру на боеголовки с помощью оптического прицела. Как только цель захватывалась, слежение брала на себя автоматика. Во избежание бликов, могущих "ослепить" аппаратуру, верх правого полукрыла и внутренние части мотогондол правых двигателей окрашивались в черный цвет, а вокруг блистера наводчика был нарисован большой черный круг. Кроме того, под фюзеляжем сразу за носовой стойкой шасси располагался каплеобразный радиопрозрачный обтекатель, сбоку - квадратное окно и три радиопрозрачные панели неправильной формы, а справа у корневой части киля - каплеобразный обтекатель поменьше. На киле за вмонтированной в переднюю кромку антенной имелись две квадратные радиопрозрачные панели. Самолет был поставлен 4157-му СК 1 марта 1963 г. 13 января 1969 г. он потерпел аварию на авиабазе Шимиа, расположенной на одноименном острове - одном из Алеутских островов вблизи советской границы. Пилоты не смогли остановить машину на обледенелой полосе (двигатели J57 не имели реверса тяги), и RC-135S, "спикировав" по крутой насыпи, разрушился. Никто не пострадал, но самолет восстановлению не подлежал - фюзеляж разломился пополам.

Два следующих RC-135S были спешно переделаны фирмой "И-Системз" из летающих лабораторий NC-135B, когда разбился RC-135E и следить за испытаниями советских ракет стало нечем. Эти машины сильно отличались от первого экземпляра, а потому имели иное кодовое название - "Кобра Болл" (клубок кобр). Учтя печальный опыт с бортом 59-1491, за основу взяли машины, оснащенные двигателями с реверсом тяги. В отличие от некрашеного первого экземпляра, эти самолеты имели серо-белую окраску. Первый "гадюшник", "Кобра Болл I" (борт 61-2663), был поставлен 24 октября 1969 г. В исходном варианте имел справа два диполя (средний и нижний, если сравнивать с первым RC-135S) и три больших круглых окна, причем переднее было закрыто сдвижной крышкой. За ними размещались спектрометр и две системы фотоаппаратов и оптических датчиков. В хвостовой части фюзеляжа находилась фотолаборатория, позволявшая проявлять пленку прямо в полете. Под фюзеляжем спереди были три штыревые антенны, сзади - лепестковая антенна, а по бокам хвостовой части - каплеобразные обтекатели с плоскими бортами по типу RC-135M. Киль не окрашивался, и потому за антенной, врезанной в переднюю кромку, хорошо просматривались три квадратные радиопрозрачные панели. Позже оба диполя сняли, а на месте нижнего (под первым и вторым окнами) появился "зализанный" спереди и сзади коробчатый обтекатель. Еще позже его тоже сняли, а вместо него справа за носовой стойкой шасси установили большой квадратный радиопрозрачный "короб" с антеннами. От него тянулись назад до передней кромки крыла три большие шлейфовые антенны; нижняя антенна был чуть короче остальных. Антенны служили для перехвата сигналов телеметрии.

Крышку на первом окне сняли, позади второго окна прорезали еще одно (1+2+1); над двумя средними окнами и под корневой частью правого полукрыла крепились еще две короткие шлейфовые антенны. В первом окне размещалась система слежения среднего инфракрасного диапазона MIRA, разработанная фирмой "Текстрон", в двух средних - оптическая система слежения и видеозаписи изображения в реальном времени, а в последнем - телескоп с фокусным расстоянием 300 мм, позволявший отслеживать и фотографировать малоразмерные цели. Сверху перед двумя средними окнами появился один диполь. Дальше назад размещались три небольших каплеобразных выступа (два над центропланом, один за крылом) и две антенны спутниковой связи в виде этаких грибков. На правом полукрыле была смонтирована направленная вперед УКВ-антенна. В таком виде самолет летал как минимум до начала 1993 г.; по некоторым источникам, программа, в которой он применялся, называлась "Бернинг Стар" (горящая звезда).

Третий RC-135S, он же "Кобра Болл II" (борт 61-2664), первоначально тоже имел два диполя, но расположенных по-другому (верхний и нижний); вместо среднего диполя стоял короткий обтекатель, сильно сплюснутый с боков. Окон было три, как на предыдущей машине, но крышка на первом окне отсутствовала. Между вторым и третьим окнами располагались друг под другом четыре коротких шлейфовых антенны, расположенных друг под другом, по бокам хвостовой части - обтекатели по типу RC-135M, а над ними - каплеобразные выступы, как у первой машины. Позже на месте нижнего диполя (под первым и вторым окнами) появился "зализанный" спереди и сзади коробчатый обтекатель по типу экземпляра 61-2663, а сверху фюзеляжа - два маленьких каплеобразных выступа. 15 марта 1981 г. борт 61-2664 потерпел катастрофу на авиабазе Шимиа при посадке в сложных метеоусловиях. Погиб весь экипаж. Программа слежения за испытаниями МБР оказалась под угрозой - а ну как единственный оставшийся RC-135S сломается? На замену разбившейся машине был срочно переделан C-135B 61-2662. Внешний вид и состав оборудования этого экземпляра, именуемого "Кобра Болл III", соответствуют позднейшему варианту "гадюшника-1". Судите сами, какое значение придавали программе "Бернинг Стар", если документы на переделку нового RC-135S подготовили всего за две недели и дали на подпись президенту Рональду Рейгану - невзирая на то, что последний в то время лежал в больнице после неудавшегося покушения.

Модификация	RС-135S
Размах крыла, м	39.88
Длина самолета,м	39.20
Высота самолета,м	12.70
Площадь крыла,м2	226.03
Масса, кг
пустого самолета	49000
максимальная взлетная	136000
Тип двигателя	4 ТРДД Pratt Whitney TF33-P-9
Тяга, кН	4 x 80.07
Максимальная скорость, км/ч	980
Крейсерская скорость, км/ч	860
Практическая дальность, км	8600
Радиус действия, км	4308
Практический потолок, м	12375
Экипаж, чел	12