Dans le cadre général du programme d'expériences confié au X-15, le X-15A-2 devrait aussi emporter, en mission secondaire, d'autres équipements. Pour cela, il fut aménagé avec divers logements spécifiques, dont les principaux étaient un saumon d'aile droit interchangeable avec des saumons en matériaux divers ou porteurs d'instruments, et une soute à équipements, placée à l'arrière du cockpit, au-dessus du fuselage. Cette soute contiendrait des capteurs à déployer en vol, après ouverture de trappes.

Le 15 février 1964, le X-15A-2 fut sorti d'atelier, pesant 25 460 kg, dix tonnes de plus que le X-15 standard ! Quatre jours plus tard, il arrivait à Edwards et, le 24 février, l'USAF, le remettait officiellement à la NASA, en présence du Général Branch (commandant l'AFFTC) et du directeur adjoint de la NASA, Hugh L Dryden.

A cette occasion, Dryden décerna au Général Branch et à Paul F. Bikie, directeur du centre NASA d'Edwards, la "NASA Group Achievement Award" qui récompensait les personnels du programme X-15.

Cette distinction célébrait la centième mission X-15 (1-44-70, du 28 janvier 1964), alors que le programme de recherche des trois X-15, modifié au printemps 1962 et encore augmenté de neuf expériences au début de février 1964 (dont l'essai du statoréacteur), devait représenter cent autres missions à réaliser avant 1970.

Le X-15A-2 devait auparavant être qualifié jusqu'à Mach 5 + sans ses réservoirs extérieurs. Ces essais, et les suivants, devaient être conduits en parallèle avec des missions scientifiques. Il fallut attendre, pour les vols à grande vitesse, avec réservoirs externes, la mise au point du "manteau" puis du statoréacteur.