Con un retraso de 50 minutos, el gran cohete Starship despegó en su cuarto vuelo de prueba el 6 de junio de 2024 a las 14:50 CEST. El despegue fue exitoso, sólo uno de los 33 motores de la primera etapa falló poco después del despegue, pero esto fue fácilmente compensado por los 32 motores restantes. Aproximadamente dos minutos y medio después del lanzamiento, la primera etapa, también llamada Super Heavy, se separó de la segunda etapa, la Starship real. Mientras algunos de los motores del Super Heavy todavía estaban funcionando, los seis motores de la nave espacial se encendieron y alcanzaron su máxima potencia en segundos. Sus gases escapan a través de una estructura de rejilla entre las dos etapas del cohete. Poco después, la primera etapa se separó de la nave espacial y comenzó una maniobra de balanceo para regresar a la Tierra. Estas maniobras también funcionaron, y el encendido oportuno de tres motores a baja altura sobre el Golfo de México permitió a la primera etapa realizar un amaraje suave.
Mientras tanto, los motores de la nave espacial seguían funcionando; Luego de ocho minutos entró en una órbita suborbital que lo llevó hacia el Océano Índico. Durante unos 45 minutos se movió por esta pista, cuya altura disminuyó lentamente. Inmediatamente después comenzó la fase crítica de reingreso a la atmósfera terrestre. A diferencia del tercer vuelo de prueba en marzo, Starship no giró alrededor de su eje longitudinal, sino que mantuvo su orientación hacia la superficie de la Tierra como estaba previsto.
Después de 45 minutos de vuelo, la nave entró en la atmósfera a una altitud de aproximadamente 105 kilómetros. Gracias a las cámaras integradas se pudo seguir en directo cómo se hacía visible un resplandor rosa en el escudo térmico. A una altitud de 84 kilómetros, las cortas alas de la nave espacial tomaron el control de la actitud. El proceso del plasma caliente sobre el escudo térmico se pudo entender en detalle. 56 minutos después del despegue, el plasma había devorado el escudo térmico y partes de las cortas alas se habían roto. Sin embargo, la nave perseveró y aterrizó a baja velocidad en aguas del Océano Índico. Con este vuelo, SpaceX se ha acercado mucho más a su objetivo de tener un gran cohete operativo.
