Im Juni 1964 begann man in der zweiten Ausbaustufe des Testgeländes den Prüfstand P3 für die Erprobung der ELDO-Triebwerke zu bauen. Mit den Prüfstandskomplexen P3 und P4 entstanden in Lampoldshausen zwischen 1964 und 1966 modernste Höhenprüfstände, die bis heute regelmäßig instand gehalten werden.
Am 11. Oktober 1965 wurde am P3 der erste Zündversuch mit dem Haupttriebwerk der 3. ELDO-Stufe erfolgreich durchgeführt. Noch im gleichen Jahr begannen die ersten Triebwerkstests unter Höhenbedingungen. Im Testbetrieb konnte bei Brennversuchen eine Flughöhe von 35 Kilometern und bei Zündversuchen, bei denen das Triebwerk sofort wieder abgeschaltet wird, sogar bis zu 200 Kilometern Höhe simuliert werden.
Nach dem Ende des ELDO-Programms und den Arbeiten für das Symphonie-Programm wurde die Höhenanlage des P3 demontiert und der Prüfstand in den 1990er-Jahren im Rahmen des Ariane-Programms zu einem Komponentenprüfstand für Brennkammern umgerüstet. 1973 wurde für rund 70 Millionen D-Mark die zweite Testposition P3.2 angebaut, an der die Brennkammer des Vulcain-Triebwerks für die Ariane-Rakete getestet werden sollte. Am 15. Dezember 1988 fand der erste Brennkammerversuch statt. Nach einem Umbau wurden im Jahre 2004 erste Entwicklungsversuche mit der Brennkammer des neuen kryogenen Oberstufentriebwerks Vinci durchgeführt. Der Prüfstand wurde dann ab Mitte des Jahres 2005 von der Firma ArianeGroup betrieben. Die Abteilung Versuchsanlagen des Instituts für Raumfahrtantriebe hat den Prüfstand 2010 wieder übernommen.
In der Entwicklung neuer flüssiger chemischer Raumfahrtantriebe spielt die Treibstoffkombination Methan und Flüssigsauerstoff (LOX) eine vielversprechende Rolle. Die Möglichkeiten von Methan reichen von einer Ergänzung zu den derzeitigen Flüssigkeitsantrieben der Ariane-Trägerraketen bis hin zum vollständigen Ersatz von Flüssigwasserstoff. Im „Prometheus-Projekt“ arbeiten DLR-Ingenieure nun daran, die LOX/Methan-Technologie möglichst schnell zu entwickeln und für die europäische Raumfahrt zum Einsatz zu bringen. Die Ziele sind klar formuliert: Bereits 2016 sind ArianeGroup und das DLR-Institut für Raumfahrtantriebe eine Allianz eingegangen, um zügig die LOX/Methan-Technologie voranzutreiben.
Während die Ingenieure von ArianeGroup einen entsprechenden Technologiedemonstrator designt und gefertigt haben, bauten die DLR-Ingenieure den Prüfstand P3 auf die komplett neuen Bedingungen, insbesondere der Treibstoffversorgung, um. In einer zwölf Monate dauernden Testkampagne erzielten die Projektpartner wichtige Ergebnisse zur Weiterentwicklung notwendiger kritischer Technologien wie beispielsweise der Brennkammer.
Für die Ariane-6-Oberstufe kommt das im Jahr 2018 qualifizierte Triebwerk Vinci zum Einsatz. Bereits jetzt wird an der Weiterentwicklung des Triebwerks gearbeitet: Das neue Triebwerksmodell ETID (Expander-Cycle Technology Integrated Demonstrator) absolvierte die ersten Brenntests im Juni 2018 am Prüfstand P3.2. Gemeinsam arbeiten Experten der Europäischen Weltraumorganisation ESA, das Raumfahrtunternehmen ArianeGroup und das DLR an diesem Projekt. Die Kampagne beinhaltet insgesamt 20 Versuche mit einer Brenndauer von jeweils 120 Sekunden. Dabei erproben die Ingenieure drei verschiedene Konfigurationen. Diese unterscheiden sich beispielsweise in den Fertigungsverfahren von Schubkammer, Zündsystem, Düsen und Ventilen. Der Prüfstand P3.2 ist so konzipiert, dass Brennkammertypen für heutige und zukünftige Raumfahrtantriebe wie Raketenoberstufen unter realistischen Bedingungen (Vakuum) getestet und optimiert werden können.