Starship ma się składać z dwóch stopni. Pierwszy z nich, booster o nazwie Super Heavy, po separacji ma wracać na ląd i lądować, tak jak pierwsze stopnie rakiet z rodziny Falcon. Drugi stopień, także nazwany Starship, w jednym z wariantów ma być również załogowym statkiem kosmicznym. Po wykonaniu misji ma on ponownie wchodzić w atmosferę Ziemi i również lądować pionowo przy pomocy silników. Dzięki możliwości wielokrotnego wykorzystania całej rakiety, Starship ma umożliwić znaczące obniżenie kosztu transportu towarów i załogi na orbitę, a także przeprowadzenie załogowych misji na Marsa.

Musk wspomniał o tym, że stal nierdzewna była używana w pierwszych rakietach Atlas, które posiadały tzw. „zbiorniki balonowe” ze stali. Ich wadą było to, że były tak cienkie, że zapadały się pod własnym ciężarem, czyli, innymi słowy, nie mogły nawet same stać pionowo jeśli nie utrzymywano ciśnienia w ich wnętrzu. Było wiele przypadków, kiedy zbiorniki rakiet Atlas zapadały się na platformie startowej powodując katastrofę.

W przypadku statku Starship ważne jest, aby brać pod uwagę, że oprócz lotu w górę będzie on również wchodził w atmosferę. Tutaj ujawnia się kolejna zaleta stali – wysoka temperatura topnienia, znacznie wyższa niż aluminium. Co prawda włókna węglowe nie topią się, jednakże żywica niszczy się w pewnej temperaturze. W praktyce w wypadku aluminium czy włókien węglowych jest się ograniczonym do około 150 stopni Celsjusza, a to niewiele. Na krótką metę materiały te mogą wytrzymać około 175, może maksymalnie 200 stopni, jednakże osłabiają się. Są włókna węglowe zdolne pracować w 200 stopniach, jednakże wiąże się to z gorszą wytrzymałością. W wypadku stali można osiągnąć ponad 800 stopni Celsjusza. SpaceX posiada zespół odpowiedzialny za materiały, jednakże początkowo będzie wykorzystywana po prostu wysokojakościowa stal nierdzewna 301.

Z drugiej strony statku SpaceX planuje natomiast stworzyć pierwszą w historii regeneracyjną osłonę termiczną. Będą to dwie powłoki ze stali nierdzewnej połączone ze sobą za pomocą podłużnych elementów, natomiast między nimi ma przepływać paliwo lub woda. Zewnętrzna warstwa ma mieć bardzo niewielkie perforacje – małe dziurki, poprzez które wypuszczane będzie paliwo lub woda, a statek będzie od tej strony chłodzony za pomocą transpiracji. Perforacje mają nie być widoczne z daleka, a całość będzie nadal wyglądała jakby była chromowana, jednakże z jednej strony pojazd będzie miał podwójną ściankę, mającą dwa zastosowania jako wzmocnienie. Według wiedzy Muska, takie rozwiązanie nigdy wcześniej nie było stosowane.

Musk stwierdził, że przejście z włókna węglowego na stal jest ogromną zmianą. Zaznaczył też, że pozwoli to na znaczne przyspieszenie prac nad projektem, co ma związek m.in. z tym, że ze stalą pracuje się znacznie łatwiej oraz że jest ogólnodostępna. CEO SpaceX zwrócił również uwagę na znaczną obniżkę kosztów budowy rakiety – w przypadku kompozytów węglowych miałoby to być od 135 do 200 dolarów za kilogram, a w przypadku stali 3 dolary za kilogram.

PRZEZNACZENIE STATKU W PRZYSZŁOŚĆI

Starship, ma mieć wysokość 50 metrów i występować w kilku wariantach. Wersja towarowa ma posiadać zintegrowany przedział ładunkowy o maksymalnej średnicy 8 metrów, zwężający się w górnej części, oraz o wysokości nieco ponad 17 metrów, z możliwością wydłużenia do 22 metrów w przypadku wymagających tego ładunków.

Drugi wariant pojazdu to wersja załogowa. Przedział ładunkowy ma zostać zastąpiony przestrzenią mieszkaniową o objętości ok. 1000 m3, w której przebywać będzie mogło nawet do 100 osób. Taka konfiguracja ma pozwolić na przeprowadzenie załogowych misji na Marsa.

Elon Musk wspominał także kilkukrotnie o planach stworzenia dedykowanej wersji Starshipa, będącej w istocie tankowcem. Ma to pozwolić na zoptymalizowanie procesu dostarczania na orbitę paliwa i tankowania statków Starship przed lotami międzyplanetarnymi. W początkowej fazie planowane jest wykorzystywanie standardowego Starshipa jako tankowca, jednakże w takiej konfiguracji rakieta będzie mogła zabrać mniejszą ilość paliwa.

Konfiguracja załogowa i bezzałogowa.

 Jeśli chodzi o osłonę termiczną statku, niezbędną podczas wchodzenia w atmosferę, zdecydowano się na zastosowanie ceramicznych sześciokątnych płytek od nawietrznej strony pojazdu, która będzie najbardziej narażona na wysokie temperatury. Dzięki wykorzystaniu stali nierdzewnej jako materiału do budowy głównej struktury pojazdu, od strony zawietrznej przy lądowaniu nie będzie potrzebna żadna osłona termiczna, natomiast od strony nawietrznej grubość (a więc i masa) osłony może być znacznie zredukowana w porównaniu do innych materiałów. Kluczowa jest maksymalna temperatura na interfejsie pomiędzy osłoną termiczną i kadłubem, która w przypadku stali może być bardzo wysoka. W październiku 2019 roku zaprezentowano animację, która przedstawia sposób lądowania statku Starship. Ma on wchodzić w atmosferę pod kątem ok. 60 stopni i stopniowo opadać po coraz bardziej pionowej trajektorii, aby wytracić jak najwięcej prędkości. Następnie ma wykonać manewr obrotu do pionu i wylądować za pomocą silników.