Nach zwei an Problemen mit der Trägerrakete Proton-​K 8K82 K mit Block-​D 11S824  Oberstufe gescheiterten Versuchen, einen unbemannten Prototypen des für die bemannte Mondumrundung entwickelten Sojus/Sond-​Raumschiffs Sojus 7 K-​L1  zu starten, trat zunächst eine etwas längere Pause in dem Programm ein, um einige der technischen Probleme zu lösen. So gab es Anzeichen dafür, daß beim letzten Start im November 1967 eine lokal begrenzte starke Aufheizung zu einer Explosion im Treibstoffsystem der Zweitstufe geführt hatte. Dementsprechend wurden konstruktive Änderungen an der Stufe eingeführt. Anlaß zur Sorge bereitete auch noch das Rettungsraketensystem, dessen Fallschirme bei mehreren Tests versagt hatten. Für Anfang März 1968 wurde dennoch der nächste unbemannte Testflug angesetzt, der schließlich am 02.03.1968 unter der Missionsbezeichnung Sond 4 stattfand. Da der Mond zum Startzeitpunkt nicht in einer geeigneten Position zur Erde stand, sollte der Flug auf eine hochelliptische Bahn mit einem Apogäum von etwa 350.000 km führen. Von dort aus war eine Simulation des Hochgeschwindigkeitseintritts nach einer Mondmission geplant. Nach einem problemlosen Start der Rakete gelang auch die Zündung des Block-​D Triebwerks für die Beschleunigung aus dem Erdorbit. Während die Kosmonauten Pawel Popowitsch und Witali Sewastjanow noch über Sond 4 als Relaisstation den Funkverkehr einer Besatzung auf Mondmission simulierten, registrierte die Flugleitung am 04.03.1968 die ersten Anomalien an Bord. Offensichtlich hatte sich die omnidirektionale Antenne des Raumschiffs nicht voll entfaltet und beeinträchtigte den Funkverkehr. Dann mußte die erste Kurskorrektur ausfallen, da der stellar-​solar Sensor zwar die Sonne, nicht aber den Stern Sirius erfassen konnte. Auch am nächsten Tag konnte der Sensor Sirius nicht korrekt erfassen, doch am 05.03.1968 gelang die Orientierung, nachdem ein Filter vorgeschaltet worden war. Nach dem Bahnmanöver bewegte sich Sond 4 präzise auf der projektierten Bahn und alle Voraussetzungen für einen sicheren Wiedereintritt schienen gegeben zu sein. Doch nach der Abtrennung der Landesektion wurde deutlich, daß sich die Kapsel auf einer ballistischen Wiedereintrittsbahn befand, statt die geplante aerodynamische Abbremsung für eine Landung auf sowjetischem Territorium zu vollführen. Offensichtlich hatte die Lageregelung versagt. Einige Quellen sprechen sogar davon, daß aufgrund eines Sensorfehlers die Trennung der Landekapsel vom Instrumentenmodul mißlang. Der Wiedereintritt am 09.03.1968 geschah dennoch präzise innerhalb des vorgesehenen Korridors, jedoch viel zu steil und mit Verzögerungswerten bis zu 20 g. Obwohl diese Bedingungen für Kosmonauten an Bord wahrscheinlich tödlich gewesen wären, bestand die Chance, die unbemannte Kapsel dennoch zu bergen. Allerdings nicht auf sowjetischem Territorium. Das u.a. für Raumfahrtangelegenheiten zuständige Politbüromitglied, General Dmitri F. Ustinow, wies daher die Aktivierung des Selbstzerstörungsmechanismus an. Nur 12 km über dem Golf von Guinea (nach anderen Quellen über der Biskaya) und damit von einer sicheren Landung entfernt wurde das Raumschiff gesprengt. Diese Entscheidung wurde von General Nikolai P. Kamanin und vielen am Projekt Beteiligten heftig kritisiert. Für spätere Missionen wurde daher festgelegt, in jedem Fall eine Bergung zu versuchen. Und bereits bei Sond 5 kam die neue Strategie zum tragen. Offiziell war die Mission von Sond 4 jedoch ein Erfolg und die Sonde, die demnach technologischen Tests gedient hatte, befand sich angeblich weiterhin auf einer heliozentrischen Bahn! Damit setzte die Sowjetunion ihre damals übliche Vertuschung von Fehlschlägen innerhalb des Raumfahrtprogramms konsequent fort. Der Verlust der Mission konnte schließlich auf die fortgesetzten Probleme mit dem Sternensensor zurückgeführt werden, die bereits den gesamten Flug begleitet hatten. Offensichtlich war seine Oberfläche vor oder beim Start kontaminiert worden, so daß es zu den beobachteten Auffassungsproblemen kam. Eine Abdeckung sollte dies zukünftig verhindern.