Vào tháng 9 năm 2019, SpaceX đã tiết lộ lần đầu tiên Chiến hạm nguyên mẫu, chiếc xe đầu tiên trong số một số phương tiện thử nghiệm sẽ xác nhận thiết kế của tàu vũ trụ thế hệ tiếp theo sẽ thực hiện lời hứa của Musk bằng cách thực hiện các chuyến bay thương mại đến Mặt trăng và Sao Hỏa. Và trong khi có một chút thất bại vào tháng 11 năm 2019 sau Mk. 1 bị lỗi cấu trúc, Musk chỉ ra rằng công ty sẽ tiến lên phía trước với các nguyên mẫu khác.
Như Musk đã giải thích vào thời điểm đó, nó sẽ bao gồm Mk. 3 nguyên mẫu thực hiện chuyến bay thử nghiệm quỹ đạo tới độ cao 100 km (62 dặm) vào khoảng năm 2020. Theo hồ sơ gần đây được thực hiện với FCC, thử nghiệm này có thể xảy ra sớm nhất là vào giữa tháng 3 và sẽ liên quan đến việc phóng xe từ công ty cơ sở thử nghiệm ở Boca Chica, Texas và bay đến độ cao 20 km (12,6 mi) trước khi hạ cánh.
Theo hồ sơ, SpaceX đang yêu cầu quyền truy cập vào tần số vô tuyến vì mục đích phóng, hạ cánh và phục hồi phương tiện thử nghiệm phụ của tàu ngầm Starship để bộ điều khiển mặt đất có thể liên lạc với phương tiện trong suốt chuyến bay và theo dõi quỹ đạo của nó . Dữ liệu này sẽ được chia sẻ trực tiếp với Cơ quan Thông tin và Viễn thông Quốc gia (NTIA), Không quân Hoa Kỳ và NASA.
Thử nghiệm này sẽ là một bước quan trọng khác trong sự phát triển của Chiến hạm và Siêu nặng hệ thống phóng, mà Musk tuyên bố sẽ có khả năng vận chuyển tải trọng lên tới 100 tấn (Us tấn) và phi hành đoàn lên tới 100 đến không gian sâu. Điều này sẽ bao gồm gửi hàng hóa và phi hành đoàn lên Mặt trăng vào năm 2022 và 2024 (tương ứng) với mục tiêu dài hạn là thực hiện các nhiệm vụ thường xuyên lên Sao Hỏa.
Một chuyến bay thử nghiệm đến độ cao 20 km (12,6 mi) phù hợp với những gì Mk. 1 ban đầu được lên kế hoạch để làm. Thật không may, nguyên mẫu này đã phải chịu một vụ nổ vào ngày 20 tháng 11 trong một cuộc thử nghiệm tải, trong đó xe tăng oxy và khí mê-tan của xe chứa đầy chất lỏng đông lạnh để xem cách chúng giữ lại khi được điều áp hoàn toàn.
Đáp lại, công ty đã quyết định loại bỏ nguyên mẫu và tiếp tục với Mk được lắp ráp hoàn chỉnh. 2 và Mk được cải thiện. 3 thiết kế (đang được xây dựng tại cơ sở của họ ở Boca Chica, Texas). Ngược lại với Mk. 1 và Mk. 2, thân tàu này của Mk. 3 nguyên mẫu sẽ được tạo thành từ các vòng thép hàn đơn và sẽ có cấu hình động cơ được tối ưu hóa cho chuyến bay quỹ đạo.
Trong khi đó Mk. 2 có sáu động cơ Raptor được tối ưu hóa cho mực nước biển, Mk. 3 sẽ có ba động cơ được tối ưu hóa mực nước biển và ba động cơ Raptor được tối ưu hóa chân không. Điều này giống hệt với những gì thiết kế cuối cùng của Chiến hạm gọi trong khi Siêu nặng xe phóng sẽ có 37 động cơ Raptor - 30 trong số đó sẽ là động cơ Raptor được tối ưu hóa dưới mực nước biển và 7 động cơ Raptor được tối ưu hóa chân không.
Mặc dù chuyến bay dài 20 km không vượt qua thử nghiệm quỹ đạo 100 km (Space) mà SpaceX hy vọng sẽ thực hiện, nhưng đây là bước đệm lớn cho cả Starship và động cơ Raptor cung cấp năng lượng cho nó. Ngoài các thử nghiệm trên mặt đất thành công liên quan đến động cơ Raptor, chuyến bay SpaceX đã thử nghiệm động cơ này bằng Starship Hopper đến độ cao 150 mét (500 ft) vào mùa hè năm ngoái.
Tuy nhiên, một chuyến bay thử nghiệm quỹ đạo vẫn còn rất xa và cần phải thực hiện nhiều điều trước khi có thể thực hiện được. Trong thời gian chờ đợi, việc nộp hồ sơ của SpaceXTHER FCC đã xin phép bay sớm nhất vào ngày 16 tháng 3, mặc dù nó sẽ cho họ đến ngày 16 tháng 9 để thực hiện chuyến bay thử nghiệm này. Trong khi Musk có xu hướng lạc quan với các mốc thời gian của mình, công ty của ông có tiếng là cung cấp cuối cùng!
