2012年12月11日，美国在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地使用“阿特拉斯5”型火箭成功将X-37B“轨道试验飞行器”发射入轨。

早在1999年的时候，美国就开始研制X-37B“轨道试验飞行器”，最终成功研制出两艘飞行器。飞行器机体长8.8米，高2.9米，翼展4.5米，发射质量4990kg，气动外形源自航天飞机，二者具有相近的升阻比，但是尺寸仅为航天飞机的四分之一。这两个飞行器都可以搭乘运载火箭垂直发射，可重复往返于太空和地面。

作为一种可重复使用航天器，X-37B的整体设计采用的是模块化机体设计。载荷舱位于机体背部，可以携带约250kg的试验设备，而且还可以根据任务目标选择不同的载荷，支持情报、监视和侦察、空间控制和空间技术试验验证等多种任务；另外，还在机体内部设有GPS/惯性导航系统、自动返回着陆系统、推进系统等系统。

除此之外，X-37B“轨道试验飞行器”的机翼前缘还采用了新型耐高温材料强化单体纤维抗氧化陶瓷瓦，可以承受再入大气层时超过1650℃的高温，防热性能超过航天飞机机翼前缘使用的碳-碳材料。

美国制造的这两架飞行器分别在2010年4月与2011年3月就成功发射升空，在轨运行一段时间之后各自安全返回地球。此次发射的X-37B飞行器使用的是曾执行首次试飞任务的第一架原型机，在轨运行674天之后，2014年10月在范登堡空军基地着陆，标志着第三次试验任务成功结束。

此次任务的成功再次验证了X-37B的重复使用性能，验证了包括自主导航与控制、轻质低成本韧化单体纤维增强抗氧化陶瓷复合材料防热系统、自主再入与进场着陆等重复使用运载器技术，为之后的科研收集到了大量的数据资料。