Запуск, состоявшийся 14 марта 2024 года в 4:25 утра по Москве, начался успешно: все 33 двигателя Raptor на Super Heavy сработали корректно и завершили полный цикл работы при подъеме. Корабль успешно отделился от разгонной ступени в момент, когда шесть атмосферных двигателей второй ступени синхронно включились в работу по выведению Starship на заданную траекторию. После разделения ступеней Super Heavy начал обратный маневр, чтобы вернуться к месту посадки, запустив часть своих двигателей (13 из 33). Однако, шесть из них отключились раньше времени, что привело к снижению тяги при попытке посадки. Контакт с ракетой был потерян на высоте около 462 метров над Мексиканским заливом, менее чем через семь минут после старта.
Анализ данных полета показал, что причиной раннего отключения двигателей стало засорение фильтра, через который жидкий кислород подается в двигатели. Это привело к потере давления на входе в кислородные турбонасосы. Подобные проблемы уже возникали во время второго полета Starship, и SpaceX внесла изменения в оборудование. По результатам разбора третьего полета инженеры решили еще раз переделать систему подачи кислорода, внедрив в кислородные баки дополнительные инструменты фильтрации топлива, кроме того внесены аппаратные и программные изменения для повышения надежности запуска двигателей Raptor при посадке.
После выхода на орбиту у Starship тоже возникли трудности. Во время фазы движения по инерции, когда двигатели Raptor не работали, ориентация ракеты контролировалась с помощью двигателей управления креном. Однако оказалось, что клапаны управления креном были засорены. В результате Starship не смог повторно запустить двигатель, как планировалось, и вошел в плотные слои атмосферы без возможности сохранить правильную ориентацию. Это привело к воздействию плазмы не только на тепловой экран, но и на другие части ракеты. Связь с ракетой была потеряна на высоте около 65 км, на 49-й минуте полета.
SpaceX планирует добавить больше управляющих двигателей, чтобы улучшить контроль ориентации корабля на орбите, и обновить оборудование для повышения устойчивости к блокировкам. Кроме того, в Super Heavy будет сбрасываться адаптер горячего разделения для уменьшения массы ускорителя на заключительном этапе полета.
Компания заявила, что теперь сосредоточит усилия на демонстрации способности возвращать и повторно использовать Starship и Super Heavy. Основной задачей четвертого летного испытания будет успешная мягкая посадка обеих частей ракеты при контролируемом входе в атмосферу.