Типичный орбитальный одновитковый полет «ДайнаСор» выглядел следующим образом. «Дайна-Сор» стартует с помощью «Титан-ШСи» со стартового комплекса № 40 на мысе Канаверал, через 9,7 минуты после запуска выходит на низкую орбиту высотой 97,6 километра на скорости 7,5 км/с. После этого он выполняет полет на дальность приблизительно 19 000 километров, начиная возврат на Землю на дальности 21 000 километров. Возвращение в атмосферу проходит при скорости 7,15 км/с. Аппарат совершает поездку на авиабазе Эдварде через 107 минут после запуска, приближаясь к взлетно-посадочной полосе при скорости 400 км/ч. Сама посадка происходит при скорости 280 км/ч, при этом пробег не должен превышать 840 метров.

Во время работы макетной комиссии ВВС направили фирме «Боинг» требование об оснащении аппарата системами для полета еще и по многовитковой орбите. Это означало, что на «Дайна-Сор» придется разместить более сложную систему наведения, а также тормозную двигательную установку для схода с орбиты.

Специалисты фирмы разработали два различных варианта такой установки. В соответствии с первым двигатель малой тяги устанавливался в переходнике в хвостовой части планера.

По другой — к ракете-носителю «Титан III» присоединялась новая (четвертая) ступень с двигателями тягой 7258 килограммов; эта четвертая ступень могла использоваться для точного выведения на орбиту, а затем оставаться присоединенной к планеру и включаться повторно, чтобы обеспечить сход с орбиты. Этот последний вариант и был впоследствии отобран для рабочих вариантов системы «Дайна-Сор».

Планер «Дайна-Сор» управлялся стандартными рулевыми педалями и боковой ручкой управления. Пилот располагался в кресле, которое могло катапультироваться с помощью аварийного твердотопливного двигателя. Кабина экипажа оснащалась боковыми окнами и ветровым стеклом, которые были защищены при входе в атмосферу теплозащитным экраном, сбрасываемым перед самой посадкой. Полезный груз массой до 454 килограммов можно было разместить в отсеке емкостью 2,13 м3, находящемся сразу за кабиной пилота. Шасси состояло из трех убираемых стоек с адаптируемыми полозьями. Посадка могла быть совершена на поверхности высохших соляных озер, по образцу ракетоплана «Х-15».

7 октября 1961 года должностные лица программы «Дайна-Сор» обнародовали план еще одной реструктуризации программы, на сей раз включив в нее разработку прототипа для полета на высоких околоземных орбитах. В рамках этого плана разработчики отказывались от «суборбитальных» испытаний, а число воздушных пусков уменьшалось до пятнадцати. Первый беспилотный орбитальный полет должен был состояться в ноябре 1964 года, и первый пилотируемый орбитальный полет — в мае 1965 года. Следующие пять пилотируемых полетов должны были стать многовитковыми.

Еще девять полетов планировалось провести с демонстрацией военного потенциала системы при выполнении инспекционных и разведывательных операций на орбите. Вся программа летных испытаний должна была завершиться в декабре 1967 года, затраты на нее должны были составить 921 миллион долларов.

Тогда же, в октябре 1961 года, «альтернативная» программа орбитального корабля «Сайнт-2» подверглась жестокой критике со стороны командования ВВС. Разработчикам было указано, что их проект слишком фантастичен для данной стадии развития пилотируемой космонавтики. В результате было даже запрещено использовать когда-либо обозначение «SAINT», ставшее синонимом «бездумного прожекта». 23 февраля 1962 года министр обороны Макнамара одобрил последнюю реструктуризацию программы «Дайна-Сор». После перебора различных вариантов названия (включая «XJN-1» и «XMS-1», что означало «Экспериментальный пилотируемый космический корабль») прототипу системы «Дайна-Сор» было присвоено обозначение «Икс-20» («Х-20»).

В это время у «Дайна-Сор» появился новый конкурент — проект военного космического корабля «Блю-Джемини» («Blue-Gemini»), разрабатываемый конструкторами НАСА. 18 января 1963 года Макнамара приказал провести сравнительные исследования проектов «Х-20» и «Джемини» с тем чтобы определить, какой из этих аппаратов имеет больший военный потенциал. Главным преимуществом корабля «Джемини» была его значительно большая грузоподъемность и возможность размещения экипажа из двух человек. 26 марта 1963 года фирма «Боинг» получила 358 миллионов долларов в рамках дополнительного контракта для продолжения разработки, производства и испытаний «Х-20», хотя к этому времени уже циркулировали слухи о близящейся отмене программы. Контракт включал переделку бомбардировщика «Б-52Си» («В-52С») для осуществления воздушных пусков прототипа и модификацию стартового комплекса № 40 на мысе Канаверал для запусков РН «Титан IIIСи» с планером «Дайна-Сор». Эти работы так и не были завершены.

Военная программа летных испытаний, определенная ВВС для «Дайна-Сор» на этом этапе разработки, включала шесть полетов прототипа «Х-20А», четыре полета для испытания разведывательного оборудования и два «рабочих» полета аппарата для демонстрации возможностей «инспектирования» спутников, подразумевающей как технический осмотр своих собственных сателлитов, так и захват вражеских.

Кроме этого, было завершено исследование по использованию аппарата Х-20В, который создавался чисто для пpoведения противоспутниковых операций.

Согласно расчетам, на выполнение всей программы подготовки «Дайна-Сор» к эксплуатации, состоящей из 50 (!) полетов, бюджет ВВС должен был выделить 1,2 миллиарда долларов в течение 1965–1972 финансовых годов. Испытания варианта космического корабля «Х-20Х» с экипажем из двух человек, создаваемого для проведения инспекции спутников на высоких орбитах (до 1600 километров), нуждались в дополнительном финансировании в размере 350 миллионов долларов.

Хотя военные цели программы «Дайна-Сор» были окончательно определены, убедить Вашингтон в том, что программа все еще необходима, было затруднительно. Военные задачи в космосе могли быть решены быстрее и с большей экономией в рамках программы «Джемини».