北京時間7月25日，SpaceX成功執行了星艦第十三次綜合飛行測試（Flight 13），整個任務沿亞軌道飛行，全程持續超過一個小時。升空後約7分鐘，超重型助推器完成點火程式，濺落於墨西哥灣；飛船在部署20顆星鏈V3衛星後，於太空重啟一台猛禽發動機，並完成受控再入，最終濺落在印度洋預定水域。
本次飛行的組合體由Ship 40飛船與Booster 20超重型助推器構成，組合體總高約124米，其中助推器高約71米，安裝33台猛禽3發動機。飛船高約53米，推進、航電及熱防護系統均按V3標準重新設計，有效載荷艙裝載了首批20顆具備完整功能的星鏈V3衛星。
此次發射距“十二飛”不到兩個月，間隔明顯縮短。7月17日的首次發射嘗試中，倒計時歸零時部分發動機未能點火，觸發了自動發射中止程式。SpaceX創始人埃隆·馬斯克隨後解釋，團隊更換了助推器上的兩台發動機，並於24日再次嘗試。儘管中止發射在火箭領域相對常見，但這次嘗試後，SpaceX股價連續受挫，市值比交易第三天達到的峰值少了1萬億美元。美國金融服務機構Tigress Financial Partners首席投資官伊萬·費恩塞斯表示，這次中止“突顯了圍繞星艦向高節奏、可重複使用運營爬產的執行風險”。諮詢公司Quilty Space研究總監卡萊布·亨利則評論稱，股價波動“告訴我，仍然有一部分投資者真正不瞭解航天行業”。
此前“十二飛”作為V3構型的首秀，助推器在返回階段出現了一系列問題。FAA事故調查將問題歸因於上升段推進系統元件受熱影響以及錯誤的發動機警報系統設定。SpaceX對“十三飛”的助推器做出針對性修改：重新編排發動機啟動順序，提升翻轉機動的可靠性；改進發動機重點火相關的硬體，並更新警報與中止程式。飛船在上次任務中，級間分離後約40秒一台真空最佳化猛禽發動機失效，導致太空單機點火測試被迫跳過。此次SpaceX對推進系統進行了多項硬體和操作修改。最終，“十三飛”中助推器成功完成發射、上升、級間分離、回推點火和著陸點火全過程，並實現海上軟濺落；飛船所有發動機全程正常工作，太空猛禽發動機重新點火一次成功，證明了糾正措施全部有效。
“十三飛”與以往任務最顯著的區別在於有效載荷。星艦首次攜帶了20顆真實的星鏈V3衛星進入太空，而非此前的模擬器。據SpaceX披露，一次滿載的星艦發射可攜帶60顆V3衛星，為星鏈網路增加60 Tbps的容量，單顆V3衛星即可提供每秒1太位元的吞吐量。這批衛星在亞軌道軌跡上由“PEZ分配器”逐一部署，成功展開太陽能陣列和天線，並嘗試通過高容量雷射鏈路與在軌星鏈星座建立連線，同時與南非的地面站進行通訊測試。雖然它們終將再入銷燬，但在約20分鐘的視窗期內，工程團隊進行了跨代衛星雷射組網互操作性的關鍵驗證。
伴隨衛星部署，一場針對星艦隔熱罩的在軌“體檢”同步展開。20顆衛星中有6顆經過特殊改裝，搭載攝像頭系統，從PEZ分配器釋放後轉身對星艦隔熱罩進行全景掃描。SpaceX特地將部分隔熱瓦塗成白色作為標記點，用來模擬缺失瓦片場景並測試系統對損傷的識別精度。這一需求背後，是隔熱罩可重複使用性這個星艦當前“最大的剩餘問題”。馬斯克在2025年2月曾公開承認，從來沒有人制造過可重複使用的軌道級隔熱罩。為此，“十三飛”的星艦隔熱罩同時接受了多項升級和實驗，包括在飛船尾部襟翼金屬側面直接安裝瓦片、覆蓋尾部裙段的改進型瓦片，以及首次進行的“承力感測瓦片”測量實驗，以摸清熱防護系統在更接近實用工況下的真實邊界。
除了對熱防護系統的多重考驗，“十三飛”還成功執行了對軌道飛行至關重要的技術驗證——在太空中重新點燃一台猛禽發動機，這是星艦未來進入近地軌道後進行離軌操作的關鍵前提。最終，飛船在再入過程中經受住熱防護系統考驗，在印度洋預定水域完成受控濺落。自2023年以來，SpaceX已飛過多個星艦版本，但V3是首個針對商業軌道部署星鏈而設計的型號。此次任務的意義由此越過單純的技術驗證，指向星艦從試驗品向運營工具的轉變。同時，V3也是NASA阿爾忒彌斯載人登月著陸系統所基於的平台，其首次載人登月任務計劃於2028年初啟動。一次攜帶真實衛星完成太空“自拍”併成功返回的飛行，為SpaceX的全新身份投下了分量不輕的信任票。