作为航天历史上第一个可完全回收复用的设计（美国航天飞机巨大的燃料外贮箱是一次性的），星舰需要突破的最大技术障碍就是二级飞船在高速重入大气层过程中，需要经受严酷的高温冲击环境，不但要保证返回飞行的安全，还要具备快速恢复重新发射的能力。

在星舰第12次试飞中，即使损坏了一台真空发动机，飞船依然以超过7.4公里/秒的最高亚轨道速度重入大气层，而且在各次试飞中第一次在返回降落（海上溅落）时，清晰展现了完整良好的热防护系统状态，没有任何意外损坏，甚至起飞前故意在后翼翼根处（热防护压力最大的区域之一）拆掉了一块隔热瓦，降落时该处机体和周边防热系统都保持完好，充分验证了星舰V3在热防护系统方面的改进非常有效。

如果七月下旬进行第13次试飞仍然能保证这种状态，很可能8-9月的第14次试飞就要进行入轨部署实际商业载荷（星链V3卫星）。

以下是星舰第12次试飞的一些画面。（注：此文所有截图均来自SpaceX官方网站发布的视频）

星舰第12次试飞起飞。

由于星舰垂直降落带来的独特大攻角侧立重入方式，只有迎风面是高温区域，背风面最高温度只有200-400度，不但无需铺设隔热瓦，甚至可以作为一个大型散热器，在高温等离子火焰中仍然能4K高清直播的星链天线也安装在这里。

星舰第12次试飞，开始以超过7.4公里/秒的速度重入大气层，注意背风面没有等离子火焰。

在相当于约15马赫的高超音速状态下，星舰飞船进行了一次机动飞行测试，可以清楚看到陡然加剧的等离子火焰，这对飞船热防护系统产生了巨大压力，尤其是前后翼和翼根处。

星舰第12次试飞脱离高温区域后的状态，可以看到无论飞船整体还是前翼后翼，热防护系统状态均保持完整良好，后翼翼根处试飞前拆除的一块隔热瓦，机体状态也很正常，充分证明星舰的热防护系统，即使在压力最大的区域也能承受少量隔热瓦的意外损失。

星舰最后20秒开启发动机减速完成海上溅落，落点位置精确处于预先部署的多台浮标摄像机有效安全范围内，过程中还模拟了单台发动机故障第二台发动机实时接管降落。

完成海上溅落后，船体触水后引爆剩余燃料将残骸彻底摧毁。