Úkolem pro odborníky bylo zvětšit výkon balónu a tudíž zlepšit jeho letovou samostatnost. The Industrial Energy Laboratory of Lausanne's Federal School of Technology (EPFL) dala přednost výzkumu obalu balónu.
Hlavním problémem pozorovaným v průběhu letu Breitling Orbiteru 2 byla vysoká spotřeba kerosenu při používání hořáků v noci na udržení letové výšky. Pro výzkumníky z EPFL bylo cílem nalézt řešení zajišťující optimální teplotní stabilitu heliového balónu v průběhu dne a noci a tím zamezit příliš velké spotřebě plynu při řízení výšky.
Zpočátku jejich práce znamenala vyhodnocení nových izolačních materiálů na obal, zkoumaných NASA pro družicová využití.
Nicméně nejvýznamnější zdokonalení vedoucí ke snížení teplotních rozdílů heliové náplně znamenala změna tvaru balónu. Laboratorní simulace teplotních změn jasně rozhodly o tom, že ačkoli byl původní tvar balónu v zásadě správný, lze jeho nepatrnou změnou výrazně zlepšit jeho účinnost.
Celkový objem heliového balónu byl nyní 18 500 m3, tedy o 15% více než u Breitling Orbiteru 2. Balón byl zesílen, aniž by se jeho hmotnost zvětšila, a "stan", který izoluje vrchlík, byl rovněž zvětšen, aby se snížil vliv slunečního záření.
Rozměr kuželu obalu byl v porovnání s dříve užitými obaly úměrně zmenšen, aby se snížil objem ohřívaného vzduchu, což také znamená menší spotřebu propanu. Druhotně se tak eliminuje akumulace slunečního záření v průběhu dne a tepelné ztráty v noci.
Další úpravou je změna umístění zařízení sloužících k vypouštění nadbytečného helia (apendix). Dříve visela po stranách, nyní jsou připevněna těsně k obalu a větší plocha spodní části kuželu je nyní ohnivzdorná. Změny provedené na obalu jsou z vnějšku sotva patrné, podle odborníků však měly být rozhodující pro úspěch nebo nezdar projektu Breitling Orbiter 3.
