La misión, clasificada como ultrasecreta al igual que la carga útil que lleva, estaba previsto que finalizase a finales de noviembre y ha sido prolongada. Para el jefe del Mando del Espacio de la Fuerza Aérea, general William Shelton, la misión ha sido un éxito espectacular.
Dado el carácter clasificado de la misión, se han realizado múltiples hipótesis sobre la misma, desde la realización de misiones de espionajes sobre el programa espacial chino a la mejora del concepto del X-37B para vuelos humanos.
Un tercer vuelo del avión espacial X-37B será realizado, en otoño, por el primero avión, el OTV1, que aterrizó el 3 de diciembre de 2010.
La órbita del X-37B tiene un periastro de 323 km y un apoastro de 339 km y vuela a más de 28.200 km/h.
El X-37B recuerda al Space Shuttle, aunque bastante más pequeño, y tiene como mejoras respecto al Shuttle las placas de cerámica del escudo térmico, más resistente; el sistema de control de vuelo, electromecánico en lugar de actuadores hidráulicos; y está equipado con un panel solar desplegable, en lugar de un células de combustible criogénicas, lo que le permite permanecer en órbita durante meses, mientras que el Space Shuttle solo podía permanecer en el espacio unas dos semanas y media.
Durante la permanencia en el espacio, ha estado siendo seguido por observadores terrestres que han señalado que los controladores del X-37B realizaban cada dos días maniobras para mantenerlo en la órbita preestablecida, una forma de control característica de los satélites de inteligencia.
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