Jednym z najważniejszych kamieni milowych na drodze powrotu człowieka na Księżyc i lotów na Marsa będzie rozwój tankowania statku Starship w kosmosie. Firma planuje rozpocząć pierwsze tego typu testy w marcu 2025 roku i potrwać do lata. Pomyślne zatankowanie w kosmosie pozwoli NASA zatwierdzić ostateczną wersję pojazdu, który ma dostarczyć astronautów na powierzchnię Księżyca we wrześniu 2026 roku.
Około dziesięć lat temu NASA podpisała kontrakt o wartości 4,05 miliarda dolarów ze SpaceX na wykonanie dwóch dostaw załogowych na Księżyc. Lądowniki wykorzystywane w tych misjach będą zmodyfikowanymi statkami kosmicznymi, których wnętrze jest obecnie testowane na makietach do ostatecznej akceptacji NASA w przyszłym roku. W bazie Boca Chica SpaceX ściśle współpracuje z astronautami przy tworzeniu na statku kosmicznym miejsc do spania i pracy. Astronauci polecą na Księżyc statkiem kosmicznym Orion i rakietą SLS, a na orbicie satelity przeniosą się na statek kosmiczny i zejdą na niego na powierzchnię.
Ponieważ Starship jest również górnym stopniem i będzie zużywał dużo paliwa, aby sam wylecieć w przestrzeń kosmiczną, trzeba będzie go zatankować na orbicie, aby wystarczyło paliwa na lot na Księżyc i dalsze manewry. Tankowanie należy przeprowadzać pod niskim ciśnieniem z lekkim przyspieszeniem tankowca i tankowanego statku. Przed SpaceX nikt nie przeprowadzał takich manewrów w kosmosie i będą to testy historyczne. Jeśli technologia okaże się skuteczna, otworzy drogę załogowym lotom na Marsa i w głąb Układu Słonecznego.
Zawierając umowę ze SpaceX, NASA zastosowała zasadę płatności kosztów zmiennych. Firma otrzymała minimalne wymagania (27 z nich) dla przyszłego księżycowego statku kosmicznego Starship z możliwością wyboru rozwiązań konstrukcyjnych. Wadą tego elastycznego podejścia do projektowania były nieplanowane koszty wymagane przez dewelopera. W szczególności NASA zapłaci SpaceX za przetestowanie manewru tankowania statków na orbicie.
Po przetestowaniu manewru latem 2025 roku NASA przeprowadzi krytyczną recenzję projektu (Critical Design Review, CDR), która rozpocznie produkcję seryjnych statków Starship na misje księżycowe. NASA nadal spodziewa się, że ludzie wylądują na powierzchni Księżyca we wrześniu 2026 roku. Według przedstawicieli agencji nie ma ku temu zasadniczych przeszkód.