X-20全尺寸模型
X-20和“泰坦III”运载火箭组合体
安装在X-20尾部的货舱和变轨级火箭发动机
完成任务后再入大气层
X-20内部布置
形形色色的升力体
美国在在20世纪60年代对太空探索有着相当大的热情，NASA研究了广泛的航天技术，其中就有一种被称为升力体的无翼航天器，可以从轨道滑翔归来，再入大气层后凭借机身的升力进行纵向和横向机动，从而准确地降落在跑道上。
显然大多数传统的飞机布局不再适用，因为无法承受再入大气层的压力。于是已经为弹道导弹和宇宙飞船设计的再入载具成为了合乎逻辑的研究起点。根据这个研究方向，在20世纪60年代初，NASA艾姆斯中心的阿尔弗雷德•艾格斯博士设计出M1可控再入载具，然后是改进的M2，看上去就像一个被削去上半部分的钝头锥体。
NASA艾姆斯中心的阿尔弗雷德•艾格斯博士
NASA的M2-F1、M1、以及一种圆形升力体方案
艾格斯博士和同事们在讨论M2升力体的最终外形
NASA德莱顿中心一位名叫罗伯特•D•“戴尔”•里德的工程师制造了一架60公分长的无线电遥控M2模型，用另一架遥控飞机挂载升空后释放，结果M2模型滑翔起来非常稳定
分析表明M2能在再入时做机动，但在低速时确像一块石头那样坠落。艾格斯和他的同事改进了设计，机尾收细并增加了两个尾翼进行控制，顺带增加了座舱，可让人驾驶这个东西。最后M2看起来就像一个长了尾翼的三角形浴缸。
艾格斯博士的M2-F1小型验证机
毫不意外的是人们仍然怀疑M2的气动设计到底能不能飞，为此NASA德莱顿中心一位名叫罗伯特•D•“戴尔”•里德的工程师制造了一架60公分长的无线电遥控M2模型，用另一架遥控飞机挂载升空后释放，结果M2模型滑翔起来非常稳定。里德凭借模型成功游说NASA同意先制造一架M2-F1小型验证机。
M2-F1的整个制造过程走了极简主义的极端，并或多或少进行了秘密，经费从设施维护预算中挤出来，大部分工作都是志愿者完成的。一开始，M2-F1在NASA总部的报告中被形容为一个“全尺寸风洞试验模型。”显然，那时官僚主义在德莱顿还没有盛行。
完工后的M2-F1是一架低技术含量、钢制框架胶合板机身、固定起落架的升力体飞机。内部安装的固体燃料火箭并不是帮助该机起飞，而是用于降落。由于升力体的滑翔比不高，所以飞行员可以通过火箭发动机来减缓下滑角度，让降落更加顺畅。M2-F1最初的试飞都是用拖车拖曳升空的，由于M2-F1相对于汽车来说相当沉重，所以在时速超过160千米时才会升空。拖车是一辆改装了大马力发动机的庞蒂亚克敞篷车，能成功放飞M2-F1。在1963年8月16日M2-F1首次由飞机拖曳升空前，庞蒂亚克完成了约90次地面拖曳试飞，当天M2-F1被一架R4D运输机（道格拉斯DC-3海军型）拖曳升空。
一开始，M2-F1在NASA总部的报告中被形容为一个“全尺寸风洞试验模型。”
拖车是一辆改装了大马力发动机的庞蒂亚克敞篷车，能成功放飞M2-F1
