SpaceX 已經開始詳細介紹 Starship 版本 3，這是全球最大火箭的下一個主要配置，涉及增強器、上級階段和推進系統的變化，這些改進將使該載具的性能遠超其之前的記錄。
版本 3 的變更
在版本 3 中，超重型增強器的高度增至約 282 英尺（86 米），相比版本 2 的 232 英尺（71 米）有所提升，使整個堆疊的總高度約為 403 英尺（123 米）。作為參考，NASA 的土星 V 火箭在運送阿波羅宇航員登陸月球時的高度為 363 英尺（111 米）。Starship 版本 3 的高度比其高出約 40 英尺。增強器的底部將裝載 35 顆 Raptor 3 引擎。
SpaceX 表示，每顆 Raptor 3 在海平面下的推力約為 280 公噸力，較 Raptor 2 的約 230 公噸力有所增強。因此，整體增強器的推力預期在發射時將超過 9,500 公噸力。
Ship 上級階段亦有所延伸，增加了額外的推進劑容量，SpaceX 表示，這將使在完全可重複使用的配置下，低地球軌道的有效載荷能力超過 100 公噸，並在一次性模式下可能超過 150 公噸。
版本 2 的 Ship 在一次性模式下的評級約為 100 至 150 公噸，因此可重複使用的數字在這裡是更有意義的工程進步。
Raptor 3 和推進系統的改造
Raptor 3 是一項重要的內部重新設計。SpaceX 移除了 Raptor 2 上可見的外部管道、熱防護罩和附屬硬件，將許多功能整合進引擎結構中。最終的結果是一種更輕、更簡單的引擎，潛在故障點更少。
該引擎採用全流量階段燃燒循環，液態甲烷和液態氧在進入主燃燒室之前，會分別在預燃燒器中部分燃燒。這種熱力學結構從每種推進劑中提取的能量比傳統的氣體發生器設計更高，這也是 Raptor 能夠實現超過 300 巴的腔壓的原因之一，這是運行中的火箭引擎中最高的壓力之一。更高的腔壓直接轉換為更高的比衝——這是推進劑效率的衡量標準——這就是 SpaceX 如何從給定的推進劑箱中榨取更多性能的方式。
可重複使用架構
SpaceX 對版本 3 的計劃保留了 mechazilla 捕捉系統，發射塔的機械手臂將嘗試捕捉返回的超重型增強器，而不是將其著陸在支撐腿上。該公司在 2024 年底的測試飛行中成功展示了增強器捕捉。對於版本 3，Ship 在軌道重返後也計劃以相同方式被捕捉。完整的捕捉和重用兩個階段是 SpaceX 成本模型的核心。一次性火箭會丟棄價值數千萬或數億美元的硬件；快速回收兩個階段並重新飛行的機制是 SpaceX 宣稱能夠將每公斤發射成本降低一個數量級的原因。
該載具的開發軌跡不僅關乎商業發射。NASA 的 Artemis 計劃已經合同了 Starship 的一個登月著陸器變體——稱為 HLS 或人類登陸系統——用於將宇航員從月球軌道送往月球表面。其他深空架構計劃也依賴於重型運載能力變得常規且負擔得起。
剩餘的工程挑戰
版本 3 尚未進行飛行。油箱容量、引擎數量和結構設計的變更均引入了需要時間進行整合和認證的工作。
Ship 的熱防護罩必須能夠承受超過 1,400 攝氏度的重返加熱，這需要在之前的飛行中多次重新設計瓷磚。軌道補給——對於任何載人登月或火星任務都是必要的——也仍未展示。Starship 必須在微重力下在兩個載具之間轉移低温推進劑，這一操作涉及在失重狀態下管理流體動力學，這是一個沒有簡單解決方案的問題。SpaceX 自己的路線圖將推進劑轉移列為在載人登月任務可以進行之前的近期里程碑。
隨著版本 3 硬件據報在德克薩斯州 Boca Chica 的 Starbase 開始生產，首個版本 3 測試飛行可能在 2025 年內進行——儘管 SpaceX 在工程現實出現時調整時間表的歷史。