進入・着陸試験
飛行試験の最終段階として「自由飛行」が行われた。エンタープライズはSCAに結合された状態で発射高度まで運ばれ、切り離された後は滑空してエドワーズ空軍基地の滑走路に着陸した。このテストの目的は、宇宙軌道から帰還する際の典型的な進入・着陸プロファイルによってオービター自体の飛行特性を調べることであった。
進入・着陸試験中には、それ以降のフェリー飛行で使用されたものよりも長いノーズストラット(シャトル前方を支える支持架)を採用していたため、シャトルの迎え角がSCAの迎え角と比べて増加した。オービターが切り離されるまで、SCAのエンジンはフルパワーにセットされ、結合している両機は緩降下を開始した。緩降下によるシャトルの迎え角の増加と対気速度の増加により、シャトルとSCAそれぞれに発生する揚力に差が生まれ、事実上、シャトルがSCAを支えている状態となった。シャトルとSCAをつなぐ3か所の支持架にあるロードセルが荷重をモニターし、支持架に十分な張力がかかったことを乗組員に知らせた。その後、2機の間にある機械的な接続が爆発ボルトによる爆破で切断され、シャトルは事実上SCAを「落下」させた。
自由飛行 #4にてSCAから分離される「エンタープライズ」。テールコーン無しでの初めての飛行。
自由飛行 #4にて滑空する「エンタープライズ」。
自由飛行 #2で着陸した「エンタープライズ」。
飛行試験プログラムの終了後の1978年3月、「エンタープライズ」は外部燃料タンク、SRBなどを装着した状態でスペースシャトル打ち上げ直前を模した「構造物」自体の構造的応答を試験することと、実際の打ち上げ前に発射手順を確認することを目的とした試験に供された。この試験で「エンタープライズ」は、アラバマ州ハンツビルに所在するマーシャル宇宙飛行センターにあるダイナミック・テストスタンド(英語版)にて、打ち上げ前を模した状態で垂直地面振動試験を受け、様々なシナリオに対する応答の評価を受けた。その後、フロリダ州ケネディ宇宙センターまで運ばれ、スペースシャトル組立棟で打ち上げ前の状態の「構造物」まで組み立てて、そこから発射台(LC-39A)まで輸送する手順の試験を行い、シャトルの打ち上げに使用されるLC-39の設備と打ち上げ手順を確認した。