Balchen ble overført til flyvåpenets hovedkvarter i Pentagon (HQ USAF) i 1951 for å delta i oppbygningen av forsvaret av nordområdene og utviklingen av systemer for tidlig varsling av ballistiske rakettangrep (BMEWS). Etter at han forlot USAF i 1956 hadde Balchen fortsatt spesialoppdrag for luftforsvaret samt for fly- og energiindustri som konsulent frem til sin død.