Vehículos de lanzamiento de SpaceX

El Falcon 1 era un cohete pequeño, diseñado para ser parcialmente reutilizable, capaz de colocar varios cientos de kilogramos en órbita terrestre baja . ^{[ 26 ]} También funcionó como banco de pruebas para desarrollar conceptos y componentes para el Falcon 9, de mayor tamaño. ^{[ 26 ]} Los primeros vuelos del Falcon 1 se lanzaron desde el Sitio de Pruebas Reagan del gobierno estadounidense en el atolón de Kwajalein , en el Océano Pacífico, y representaron el primer intento de lanzar un cohete desde tierra a órbita desde ese sitio. ^{[ 27 ]}

El 26 de marzo de 2006, el vuelo inaugural del Falcon 1 falló segundos después de despegar debido a una rotura en la línea de combustible. ^{[ 28 ] [ 29 ]} Un año después, el segundo vuelo se lanzó el 22 de marzo de 2007, y también terminó en fracaso, debido a un problema de estabilización de giro que provocó automáticamente que los sensores apagaran el motor Kestrel de la segunda etapa. ^{[ 27 ]} El tercer vuelo del Falcon 1 utilizó un nuevo sistema de refrigeración regenerativa para el motor Merlin de la primera etapa , y el desarrollo del motor fue responsable del retraso de casi 17 meses en el vuelo. ^{[ 30 ]} El nuevo sistema de refrigeración resultó ser la principal razón del fracaso de la misión; porque la primera etapa chocó contra la campana del motor de la segunda etapa durante la separación , debido al exceso de empuje proporcionado por el propelente residual que quedó del sistema de refrigeración de mayor capacidad de propelente. ^{[ 30 ]} El 28 de septiembre de 2008, el Falcon 1 logró alcanzar la órbita en su cuarto intento , convirtiéndose en el primer cohete de combustible líquido financiado con fondos privados en hacerlo. ^{[ 31 ]} El Falcon 1 llevó su primera y única carga útil comercial exitosa a la órbita el 13 de julio de 2009, en su quinto lanzamiento . ^{[ 32 ]} No se han realizado intentos de lanzamiento del Falcon 1 desde 2009, y SpaceX ya no acepta reservas de lanzamiento para el Falcon 1 con el fin de concentrar los recursos de la compañía en su vehículo de lanzamiento más grande Falcon 9 y otros proyectos de desarrollo .

La primera versión del vehículo de lanzamiento Falcon 9, Falcon 9 v1.0 , se desarrolló entre 2005 y 2010, y se lanzó por primera vez en 2010. El Falcon 9 v1.0 realizó cinco vuelos entre 2010 y 2013, año en que fue retirado.

El cohete Falcon 9 de SpaceX, que transportaba la nave espacial Dragon, despegó durante el vuelo de demostración COTS 1 el 8 de diciembre de 2010.

El 8 de septiembre de 2005, SpaceX anunció el desarrollo del cohete Falcon 9 , que cuenta con nueve motores Merlin en su primera etapa. ^{[ 33 ]} El diseño es un vehículo de clase EELV , destinado a competir con el Delta IV y el Atlas V , así como con lanzadores de otras naciones. Ambas etapas fueron diseñadas para ser reutilizadas. También se contempló un cohete Falcon 5 de diseño similar para ubicarse entre ^{[ 34 ]} el Falcon 1 y el Falcon  9, pero su desarrollo se abandonó para concentrarse en el Falcon  9. ^{[ 33 ]}

La primera versión del Falcon 9, Falcon 9 v1.0 , se desarrolló entre 2005 y 2010, y realizó cinco misiones orbitales entre 2010 y 2013. La segunda versión del sistema de lanzamiento, Falcon 9 v1.1 , ya ha sido retirada.

El Falcon 9 v1.1 se desarrolló entre 2010 y 2013, y realizó su primer vuelo en septiembre de 2013. El Falcon 9 v1.1 es un 60 % más pesado y tiene un 60 % más de empuje que la versión v1.0 del Falcon 9. ^{[ 35 ]} Incluye motores de primera etapa realineados ^{[ 36 ]} y tanques de combustible un 60 % más largos, lo que lo hace más susceptible a la flexión durante el vuelo. ^{[ 35 ]} Los motores se han actualizado al Merlin 1D, más potente . Estas mejoras aumentaron la capacidad de carga útil de 10 450 a 13 150 kilogramos (23 040 a 28 990 lb) . ^{[ 37 ]} 

El sistema de separación de etapas ha sido rediseñado y reduce el número de puntos de fijación de doce a tres, ^{[ 35 ]} y el vehículo ha actualizado su aviónica y software. ^{[ 35 ]}

La nueva primera etapa también debía usarse como propulsores laterales en el vehículo de lanzamiento Falcon Heavy . ^{[ 38 ]}

La compañía adquirió las instalaciones de prueba de la extinta Beal Aerospace en McGregor, Texas , donde reacondicionó el banco de pruebas más grande para las pruebas del Falcon 9. El 22 de noviembre de 2008, el banco probó los nueve motores Merlin 1C del Falcon 9, que entregan 770 000 libras-fuerza (3400 kN) de empuje, muy por debajo de la capacidad del banco de 3 300 000 libras-fuerza (15 000 kN) . ^{[ 39 ]}     

El primer vehículo Falcon 9 se integró en Cabo Cañaveral el 30 de diciembre de 2008. La NASA planeaba que el vuelo tuviera lugar en enero de 2010; ^{[ 40 ]} sin embargo, el vuelo inaugural se pospuso varias veces y tuvo lugar el 4 de junio de 2010. ^{[ 41 ]} A las 2:50 p. m. EST (14:50 ET), el cohete Falcon 9 alcanzó con éxito la órbita.

El segundo vuelo del vehículo Falcon 9 fue el Vuelo de Demostración COTS 1 , el primer lanzamiento bajo el contrato de Servicios Comerciales de Transporte Orbital (COTS) de la NASA diseñado para proporcionar "dinero semilla" para el desarrollo de nuevos propulsores. ^{[ 42 ]} El contrato original de la NASA estipulaba que el Vuelo de Demostración COTS 1 se realizaría en el segundo trimestre de 2008; ^{[ 43 ]} este vuelo se retrasó varias veces, realizándose a las 15:43 GMT del 8 de diciembre de 2010. ^{[ 44 ]} El cohete desplegó con éxito una nave espacial Dragon operativa a las 15:53 ​​GMT. ^{[ 44 ]} Dragon orbitó la Tierra dos veces y luego realizó una maniobra de reentrada controlada que la colocó en el objetivo para un amerizaje en el Océano Pacífico frente a la costa de México. ^{[ 45 ]} Con la recuperación segura de Dragon, SpaceX se convirtió en la primera empresa privada en lanzar, orbitar y recuperar una nave espacial; antes de esta misión, solo las agencias gubernamentales habían podido recuperar naves espaciales orbitales. ^{[ 45 ]} El primer vuelo del Falcon 9 v1.1 fue el 29 de septiembre de 2013, desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg transportando varias cargas útiles, incluido el satélite de demostración tecnológica CASSIOPE de Canadá. ^{[ 46 ]} El Falcon 9 v1.1 presenta una primera y segunda etapas alargadas, y una nueva disposición octogonal de los 9 motores Merlin-1D en la primera etapa (reemplazando el patrón cuadrado de motores en v1.0). SpaceX señala que el Falcon 9 v1.1 es más barato de fabricar y más largo que v1.0. También tiene una mayor capacidad de carga útil: 13.150 kilogramos a órbita terrestre baja o 4.850  kg a órbita de transferencia geosíncrona. ^{[ 46 ]}

Grasshopper fue un demostrador tecnológico experimental, un vehículo de lanzamiento reutilizable suborbital (RLV), un cohete de despegue y aterrizaje vertical (VTVL). ^{[ 47 ]} El primer vehículo de prueba de vuelo VTVL , Grasshopper, construido sobre un tanque de primera etapa Falcon 9 v1.0 , realizó un total de ocho vuelos de prueba entre septiembre de 2012 y octubre de 2013. ^{[ 48 ]} Los ocho vuelos se realizaron desde las instalaciones de prueba de McGregor, Texas .

Grasshopper comenzó las pruebas de vuelo en septiembre de 2012 con un breve salto de tres segundos. Le siguió un segundo salto en noviembre de 2012, que consistió en un vuelo de 8 segundos que elevó la plataforma de pruebas aproximadamente 5,4 m (18 pies) del suelo. Un tercer vuelo tuvo lugar en diciembre de 2012 con una duración de 29 segundos, con un vuelo estacionario prolongado impulsado por el motor cohete, en el que ascendió a una altitud de 40 m (130 pies) antes de descender impulsado por el motor cohete para realizar un aterrizaje vertical exitoso. ^{[ 49 ]} Grasshopper realizó su octavo y último vuelo de prueba el 7 de octubre de 2013, volando a una altitud de 744 m (2441 pies; 0,462 millas) antes de realizar su octavo aterrizaje vertical exitoso. ^{[ 50 ]} El vehículo de prueba Grasshopper ahora está retirado. ^{[ 48 ]}       

El Falcon 1e fue una mejora propuesta para el Falcon 1 de SpaceX. El Falcon 1e habría contado con una primera etapa más grande con un motor de mayor empuje, un motor de segunda etapa mejorado, una cofia de carga útil más grande y estaba diseñado para ser parcialmente reutilizable. Su primer lanzamiento estaba previsto para mediados de 2011, ^{[ 51 ]} pero el Falcon 1 y el Falcon 1e fueron retirados del mercado, y SpaceX citó una "demanda limitada", antes de su debut. ^{[ 52 ] [ 53 ]} Las cargas útiles que habrían volado en el Falcon 1 se volarían en el Falcon 9 utilizando la capacidad sobrante. ^{[ 54 ]}

El Falcon 1e iba a ser 6,1 m (20 pies) más largo que el Falcon 1, con una longitud total de 27,4 m (90 pies) , pero con el mismo diámetro de 1,68 m (5 pies 6 pulgadas) . Su primera etapa tenía una masa en seco de 2580 kg (5680 lb) y estaba propulsada por un motor Merlin 1C mejorado ^{[ 55 ]} alimentado por bomba ^{[ 56 ]} que quemaba 39 000 kg (87 000 lb) de RP-1 y oxígeno líquido . El tiempo de combustión de la primera etapa era de alrededor de 169 segundos. ^{[ 56 ]} La segunda etapa tenía una masa en seco de 540 kg (1200 lb) y su motor Kestrel 2 alimentado a presión ^{[ 56 ]} quemaba 4000 kg (8900 lb) de propelente. El Kestrel 2 reiniciable podía arder durante un total de hasta 418 segundos. ^{[ 57 ]}               

El Falcon 1e planeaba usar aleación de aluminio-litio 2195 en la segunda etapa, un cambio con respecto al aluminio 2014 utilizado en las segundas etapas del Falcon 1. ^{[ 56 ]}

Los lanzamientos del Falcon 1e estaban previstos desde la isla de Omelek , parte del atolón de Kwajalein en las Islas Marshall , y desde Cabo Cañaveral ; sin embargo, SpaceX había anunciado que consideraría otras ubicaciones siempre que existiera un "caso de negocio para establecer el sitio de lanzamiento solicitado". ^{[ 57 ]} Tras un vuelo de demostración, el Falcon 1e tenía previsto realizar una serie de lanzamientos transportando naves espaciales Orbcomm O2G , con un total de dieciocho satélites lanzados, varios por cohete. ^{[ 58 ]} EADS Astrium había sido responsable de la comercialización del Falcon 1e en Europa. ^{[ 51 ]}

El Falcon 5 fue un vehículo de lanzamiento parcialmente reutilizable de dos etapas a órbita propuesto por SpaceX. ^{[ 59 ]}

La primera etapa del Falcon 5 iba a ser propulsada por cinco motores Merlin , y la etapa superior por un motor Merlin, ambos utilizando RP-1 como combustible con un oxidante de oxígeno líquido . Junto con el Falcon 9 , habría sido el único vehículo de lanzamiento del mundo con su primera etapa diseñada para ser reutilizada. ^{[ 60 ]}

El Falcon 5 habría sido el primer cohete estadounidense desde el Saturno V con capacidad de funcionamiento en caso de fallo total de un motor, lo que significa que, incluso con la pérdida de un motor, aún podría cumplir los requisitos de la misión manteniendo encendidos los otros cuatro motores durante más tiempo para alcanzar la órbita correcta. ^{[ 61 ]} En comparación, el Transbordador Espacial solo tenía capacidad de funcionamiento en caso de fallo parcial de un motor, lo que significa que no podía alcanzar la órbita adecuada manteniendo encendidos los motores restantes durante más tiempo. ^{[ 61 ]}

En 2006, SpaceX declaró que el Falcon 5 era un Falcon 9 al que se le habían quitado cuatro motores. ^{[ 61 ]} Dado que los lanzadores se estaban desarrollando conjuntamente, el trabajo realizado en el Falcon 9 también era aplicable al Falcon 5. ^{[ 61 ] [ 62 ]}

El Falcon 9 Air habría sido un vehículo de lanzamiento multietapa lanzado desde el aire, desarrollado por SpaceX entre 2011 y 2012. El Falcon 9 Air sería transportado a la posición y altitud de lanzamiento por un avión portador de Stratolaunch Systems , el avión más grande del mundo por envergadura. La carga útil proyectada para la órbita terrestre baja sería de 6100 kg (13 400 libras) . 

La propulsión del cohete estaba prevista mediante cuatro motores de cohete Merlin 1D , motores que también se iban a utilizar en el Falcon 9 v1.1 a partir de 2013, y también en el Falcon Heavy en 2014. Su primer vuelo estaba previsto, en teoría, para 2016.

En diciembre de 2011, Stratolaunch Systems anunció que firmaría un contrato con SpaceX para desarrollar un vehículo de lanzamiento aéreo de múltiples etapas , derivado de la tecnología Falcon 9, llamado Falcon 9 Air, ^{[ 63 ]} como parte del proyecto Stratolaunch. ^{[ 64 ]} Como se concibió inicialmente con el vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9 Air (F9A), Stratolaunch debía colocar inicialmente satélites de hasta 6100 kg (13 400 libras) en órbita terrestre baja; y una vez establecido como un sistema confiable, anunció que exploraría una versión apta para vuelos tripulados. ^{[ 65 ]} El sistema puede despegar de aeródromos con una longitud mínima de 3700 m (12 100 pies) , y se propuso que el avión portador F9A viajara a un punto de lanzamiento a una distancia de hasta 2200 km (1200 millas náuticas) del aeródromo y volara a una altitud de lanzamiento de 9100 m (30 000 pies) . ^{[ 64 ]}    

Un mes después del anuncio inicial, Stratolaunch confirmó que la primera etapa del vehículo de lanzamiento F9A tendría solo cuatro motores, no los cinco que se mostraron en el video de la misión en diciembre, y que serían motores SpaceX Merlin 1D . ^{[ 66 ]}

Como se anunció inicialmente, Stratolaunch Systems fue un proyecto colaborativo que incluyó a los subcontratistas SpaceX, Scaled Composites y Dynetics , con financiamiento proporcionado por la empresa de gestión de proyectos e inversión Vulcan del cofundador de Microsoft , Paul G. Allen . ^{[ 67 ]} Stratolaunch se propuso construir un sistema de lanzamiento móvil con tres componentes principales: un avión portador (el concepto del avión fue diseñado por Burt Rutan , pero el avión será diseñado y construido por Scaled Composites); un vehículo de lanzamiento multietapa que será desarrollado y construido por SpaceX; y un sistema de acoplamiento e integración, que permitirá al avión portador transportar y liberar el propulsor de manera segura, que será construido por Dynetics, una empresa de ingeniería con sede en Huntsville, Alabama . ^{[ 65 ]} Todo el sistema será el avión más grande jamás construido; con el primer vuelo de prueba del avión portador originalmente previsto para 2015 desde las instalaciones de Scaled Composites en Mojave, California , ^{[ 65 ]} mientras que el primer lanzamiento de prueba del cohete no se preveía antes de 2016 en el momento en que se puso en marcha el proyecto. ^{[ 68 ]}

A medida que avanzaba el programa de desarrollo de Stratolaunch, quedó claro que Stratolaunch y el integrador de sistemas, Dynetics, querían modificaciones al diseño básico del vehículo de lanzamiento de SpaceX que SpaceX consideraba que no eran estratégicas para la dirección en la que estaban haciendo crecer la empresa. Estas incluían modificaciones solicitadas al vehículo de lanzamiento para agregar quillas . ^{[ 69 ]}

El desarrollo cesó en el cuarto trimestre de 2012, ya que SpaceX y Stratolaunch "acordaron amistosamente poner fin a su relación contractual porque el diseño del vehículo de lanzamiento de Stratolaunch se había alejado significativamente del vehículo derivado del Falcon previsto por SpaceX y no encajaba bien con el modelo de negocio estratégico a largo plazo de SpaceX". ^{[ 69 ]}

El 27 de noviembre de 2012, Stratolaunch anunció que se asociaría con Orbital Sciences Corporation —inicialmente en un contrato de estudio de vehículos lanzados desde el aire— en lugar de SpaceX, poniendo fin de hecho al desarrollo del Falcon 9 Air. ^{[ 69 ]}

En mayo de 2013, el Falcon 9 Air fue finalmente reemplazado en el plan de desarrollo por el cohete lanzado desde el aire Pegasus II de Orbital Sciences . ^{[ 70 ]}