Halcón 9

En octubre de 2005, SpaceX anunció planes para lanzar el Falcon 9 en la primera mitad de 2007. ^{[ 28 ]} El lanzamiento inicial no se produciría hasta 2010. ^{[ 29 ]}

SpaceX gastó su propio capital para desarrollar y lanzar su anterior lanzador, Falcon 1 , sin ventas preestablecidas de servicios de lanzamiento. SpaceX también desarrolló Falcon 9 con capital privado, pero sí tenía compromisos preestablecidos con la NASA para comprar varios vuelos operativos una vez que se demostraran capacidades específicas. Se proporcionaron pagos específicos por hitos bajo el programa de Servicios Comerciales de Transporte Orbital (COTS) en 2006. ^{[ 30 ] [ 31 ]} El contrato de la NASA se estructuró como un Acuerdo de la Ley Espacial (SAA) "para desarrollar y demostrar el servicio comercial de transporte orbital", ^{[ 31 ]} incluyendo la compra de tres vuelos de demostración. ^{[ 32 ]} El monto total del contrato fue de US$278 millones para proporcionar tres lanzamientos de demostración de Falcon 9 con la nave espacial de carga Dragon de SpaceX . Posteriormente se agregaron hitos adicionales, elevando el valor total del contrato a US$396 millones. ^{[ 33 ] [ 34 ]}

En 2008, SpaceX ganó un contrato de Servicios Comerciales de Reabastecimiento (CRS) en el programa de Servicios Comerciales de Transporte Orbital (COTS) de la NASA para entregar carga a la ISS utilizando Falcon 9/Dragon. ^{[ 34 ] [ 35 ]} Los fondos se desembolsarían solo después de que las misiones de demostración se completaran con éxito y de manera exhaustiva. El contrato ascendía a US$1.600 millones para un mínimo de 12 misiones para transportar suministros hacia y desde la ISS. ^{[ 36 ]}

En 2011, SpaceX estimó que los costos de desarrollo del Falcon 9 v1.0 fueron de aproximadamente US$300 millones. ^{[ 37 ]} La NASA estimó costos de desarrollo de US$3.6 mil millones si se hubiera utilizado un enfoque de contrato tradicional de costo más margen . ^{[ 38 ]} Un informe de la NASA de 2011 "estimó que le habría costado a la agencia alrededor de US$4 mil millones desarrollar un cohete como el propulsor Falcon 9 basado en los procesos de contratación tradicionales de la NASA", mientras que un enfoque de "desarrollo más comercial" podría haber permitido a la agencia pagar solo US$1.7 mil millones. ^{[ 39 ]}

En 2014, SpaceX publicó los costos combinados de desarrollo del Falcon 9 y el Dragon. La NASA aportó 396 millones de dólares, mientras que SpaceX aportó más de 450 millones de dólares. ^{[ 40 ]}

El testimonio de SpaceX ante el Congreso en 2017 sugirió que el inusual proceso de la NASA de "establecer solo un requisito de alto nivel para el transporte de carga a la estación espacial [y] dejar los detalles a la industria" había permitido a SpaceX completar la tarea a un costo sustancialmente menor. "Según las propias cifras verificadas de forma independiente por la NASA, los costos de desarrollo de SpaceX para los cohetes Falcon 1 y Falcon 9 se estimaron en aproximadamente 390 millones de dólares en total". ^{[ 39 ]}

SpaceX originalmente tenía la intención de continuar con su vehículo de lanzamiento Falcon 1 con un vehículo de capacidad intermedia, Falcon 5. [ ^{41 ] La} línea de vehículos Falcon recibe su nombre del Halcón Milenario , una nave espacial ficticia de la serie de películas Star Wars . ^{[ 42 ]} En 2005, SpaceX anunció que en su lugar procedería con Falcon  9, un "vehículo de lanzamiento pesado totalmente reutilizable", y ya había asegurado un cliente gubernamental. Falcon  9 fue descrito como capaz de lanzar aproximadamente 9500 kilogramos (20 900 lb) a la órbita terrestre baja y se proyectó que tendría un precio de US$27 millones por vuelo con una cofia de carga útil de 3,7 m (12 pies) y US$35 millones con una cofia de 5,2 m (17 pies) . SpaceX también anunció una versión pesada de Falcon 9 con una capacidad de carga útil de aproximadamente 25 000 kilogramos (55 000 lb) . ^{[ 43 ]} El Falcon 9 fue diseñado para apoyar misiones LEO y GTO, así como misiones tripuladas y de carga a la ISS. ^{[ 41 ]}          

El contrato original de la NASA para el programa COTS contemplaba el primer vuelo de demostración en septiembre de 2008 y la finalización de las tres misiones de demostración para septiembre de 2009. ^{[ 44 ]} En febrero de 2008, la fecha se pospuso hasta el primer trimestre de 2009. Según Musk, la complejidad y los requisitos reglamentarios de Cabo Cañaveral contribuyeron al retraso. ^{[ 45 ]}

La primera prueba multimotor (dos motores encendidos simultáneamente, conectados a la primera etapa) se completó en enero de 2008. ^{[ 46 ]} Las pruebas sucesivas llevaron a una prueba de encendido de nueve motores de 178 segundos (duración de la misión) en noviembre de 2008. ^{[ 47 ]} En octubre de 2009, la primera prueba de encendido de todos los motores listos para el vuelo se realizó en sus instalaciones de prueba en McGregor, Texas . En noviembre, SpaceX realizó la prueba inicial de encendido de la segunda etapa, que duró cuarenta segundos. En enero de 2010, se realizó una prueba de inserción orbital de la segunda etapa de 329 segundos (duración de la misión) en McGregor. ^{[ 48 ]}

Los elementos del conjunto llegaron al sitio de lanzamiento para su integración a principios de febrero de 2010. ^{[ 49 ]} El conjunto de vuelo se colocó en posición vertical en el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 , Cabo Cañaveral , ^{[ 50 ]} y en marzo, SpaceX realizó una prueba de encendido estático, donde se encendió la primera etapa sin lanzamiento. La prueba se abortó en T−2 debido a una falla en la bomba de helio de alta presión. Todos los sistemas hasta el aborto funcionaron como se esperaba, y no fue necesario abordar ningún problema adicional. Una prueba posterior el 13 de marzo encendió los motores de la primera etapa durante 3,5 segundos. ^{[ 51 ]}

En diciembre de 2010, la línea de producción de SpaceX fabricaba un Falcon 9 (y una nave espacial Dragon) cada tres meses. ^{[ 52 ]} Para septiembre de 2013, el espacio total de fabricación de SpaceX había aumentado a casi 93 000 m² (1 000 000 pies cuadrados ⁾ , para dar soporte a una capacidad de producción de 40 núcleos de cohetes al año. ^{[ 53 ]} La fábrica producía un Falcon 9 al mes en noviembre de 2013.    . ^{[ 54 ]}

En febrero de 2016, la tasa de producción de núcleos Falcon 9 había aumentado a 18 por año, y el número de núcleos de primera etapa que se podían ensamblar a la vez llegó a seis. ^{[ 55 ]}

Desde 2018, SpaceX ha reutilizado sistemáticamente las primeras etapas, reduciendo así la necesidad de nuevos núcleos. En 2023, SpaceX realizó 91 lanzamientos del Falcon 9, de los cuales solo 4 utilizaron propulsores nuevos, y recuperó con éxito el propulsor en todos ellos. La fábrica de Hawthorne continúa produciendo una segunda etapa (desechable) para cada lanzamiento.

• AMOS-17
• Satélite Bangabandhu-1
• Hoja de beresheet
• Boeing X-37
• Tripulación y Dragón de Carga
• DARDO
• Euclides
• GPS IIIA
• IM-1
• Iridio SIGUIENTE
• Orbcomm OG2
• Constelación de satélites RADARSAT
• SES-10
• Starlink
• TESS
• Legión WorldView
• Zuma

Primera etapa

Segunda etapa

Ambas etapas están equipadas con motores de cohete Merlin 1D . Cada motor Merlin produce 854 kN (192 000 lb _f ) de empuje. ^{[ 58 ]} Utilizan una mezcla pirofórica de trietilaluminio - trietilborano (TEA-TEB) como ignitor del motor. ^{[ 59 ]}  

La etapa de propulsión tiene 9 motores, dispuestos en una configuración que SpaceX llama Octaweb . ^{[ 60 ]} La segunda etapa del Falcon 9 tiene 1 tobera corta o regular, versión del motor de vacío Merlin 1D .

El Falcon 9 es capaz de perder hasta dos motores y aun así completar la misión manteniendo encendidos los motores restantes durante más tiempo.

Cada motor de cohete Merlin está controlado por tres computadoras con sistema de votación , cada una con dos CPU que supervisan constantemente a las otras dos del trío. Los motores Merlin 1D pueden vectorizar el empuje para ajustar su trayectoria.

Las paredes y cúpulas del tanque de propulsor están hechas de una aleación de aluminio-litio . SpaceX utiliza un tanque totalmente soldado por fricción-agitación , debido a su resistencia y fiabilidad. ^{[ 4 ]} El tanque de la segunda etapa es una versión más corta del tanque de la primera etapa. Utiliza prácticamente las mismas herramientas, materiales y técnicas de fabricación. ^{[ 4 ]}

La etapa intermedia F9, que conecta las etapas superior e inferior, es una estructura compuesta de fibra de carbono y núcleo de aluminio que aloja pinzas de separación reutilizables y un sistema de empuje neumático. El sistema de separación de etapas original tenía doce puntos de fijación, reducidos a tres para la versión 1.1. ^{[ 61 ]}

El Falcon 9 utiliza una cofia de carga útil (cono de nariz) para proteger los satélites (que no son Dragon) durante el lanzamiento. La cofia tiene 13 m (43 pies) de largo, 5,2 m (17 pies) de diámetro, pesa aproximadamente 1900 kg y está construida con una capa de fibra de carbono superpuesta sobre un núcleo de panal de aluminio. ^{[ 63 ]} SpaceX diseña y fabrica cofias en Hawthorne. Las pruebas se completaron en las instalaciones de la Estación Plum Brook de la NASA en la primavera de 2013, donde se simularon el choque acústico y la vibración mecánica del lanzamiento, además de las condiciones de descarga electrostática , en un artículo de prueba de tamaño real en una cámara de vacío . ^{[ 64 ]} Desde 2019     Los carenados están diseñados para reingresar a la atmósfera terrestre y se reutilizan para misiones futuras.

SpaceX utiliza múltiples computadoras de vuelo redundantes en un diseño tolerante a fallos . El software se ejecuta en Linux y está escrito en C++ . ^{[ 65 ]} Para mayor flexibilidad, se utilizan componentes comerciales estándar y un diseño tolerante a la radiación en todo el sistema en lugar de componentes resistentes a la radiación . ^{[ 65 ]} Cada etapa tiene computadoras de vuelo a nivel de etapa, además de los controladores de motor específicos de Merlin, con el mismo diseño de tríada tolerante a fallos para gestionar las funciones de control de la etapa. Cada CPU de microcontrolador de motor se ejecuta en una arquitectura PowerPC . ^{[ 66 ]}

Los propulsores que se consumirán deliberadamente no tienen patas ni aletas. Los propulsores recuperables incluyen cuatro patas de aterrizaje extensibles unidas alrededor de la base. ^{[ 67 ]}

Para controlar el descenso del núcleo a través de la atmósfera, SpaceX utiliza aletas de rejilla que se despliegan desde el vehículo ^{[ 68 ]} momentos después de la separación de la etapa. ^{[ 69 ]} Inicialmente, la versión V1.2 Full Thrust del Falcon 9 estaba equipada con aletas de rejilla hechas de aluminio, que posteriormente fueron reemplazadas por aletas de titanio más grandes, aerodinámicamente más eficientes y duraderas. Las aletas de rejilla de titanio mejoradas, fundidas y cortadas de una sola pieza de titanio, ofrecen una maniobrabilidad y supervivencia significativamente mejores frente al calor extremo de la reentrada que las aletas de rejilla de aluminio y pueden reutilizarse indefinidamente con un reacondicionamiento mínimo. ^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}

El F9 v1.0 fue un vehículo de lanzamiento desechable desarrollado entre 2005 y 2010. Voló por primera vez en 2010. El V1.0 realizó cinco vuelos, tras los cuales fue retirado. La primera etapa estaba propulsada por nueve motores Merlin 1C dispuestos en una cuadrícula de 3 × 3. Cada uno tenía un empuje a nivel del mar de 556 kN (125 000 lb _f ) para un empuje total de despegue de aproximadamente 5000 kN (1 100 000 lb _f ) . ^{[ 4 ]} La segunda etapa estaba propulsada por un único motor Merlin 1C modificado para operar en el vacío , con una relación de expansión de 117:1 y un tiempo de combustión nominal de 345 segundos. Se utilizaron propulsores de N₂ gaseoso _en la segunda etapa como sistema de control de reacción (RCS). ^{[ 74 ]}    

Los primeros intentos de añadir un sistema ligero de protección térmica a la etapa propulsora y recuperación con paracaídas no tuvieron éxito. ^{[ 75 ]}

En 2011, SpaceX inició un programa de desarrollo formal para un Falcon 9 reutilizable , centrándose inicialmente en la primera etapa. ^{[ 69 ]}

La versión 1.1 es un 60 % más pesada y tiene un 60 % más de empuje que la versión 1.0. ^{[ 61 ]} Sus nueve motores Merlin 1D (más potentes) se reorganizaron en un patrón "octogonal" ^{[ 76 ] [ 77 ]} que SpaceX denominó Octaweb . Esto está diseñado para simplificar y optimizar la fabricación. ^{[ 78 ] [ 79 ]} Los tanques de combustible eran un 60 % más largos, lo que hacía que el cohete fuera más susceptible a doblarse durante el vuelo. ^{[ 61 ]}

La primera etapa v1.1 ofreció un empuje total a nivel del mar en el despegue de 5885 kN (1 323 000 lb _f ) , con los motores encendidos durante 180 segundos nominales. El empuje de la etapa aumentó a 6672 kN (1 500 000 lb _f ) a medida que el propulsor ascendía fuera de la atmósfera. ^{[ 3 ]}    

El sistema de separación de etapas fue rediseñado para reducir el número de puntos de fijación de doce a tres, ^{[ 61 ]} y el vehículo contaba con aviónica y software actualizados. ^{[ 61 ]}

Estas mejoras aumentaron la capacidad de carga útil de 9000 kg (20000 lb) a 13150 kg (28990 lb) . ^{[ 3 ]} La presidenta de SpaceX, Gwynne Shotwell, declaró que la versión 1.1 tenía aproximadamente un 30 % más de capacidad de carga útil que la publicada en su lista de precios, y que el margen adicional estaba reservado para las etapas de retorno mediante reentrada propulsada . ^{[ 80 ]}    

Las pruebas de desarrollo de la primera etapa se completaron en julio de 2013, ^{[ 81 ] [ 82 ]} y voló por primera vez en septiembre de 2013.

Las líneas de propulsor del encendedor de la segunda etapa se aislaron posteriormente para facilitar el reinicio en el espacio tras las fases de vuelo inercial prolongadas para las maniobras de trayectoria orbital. ^{[ 83 ]} En vuelos posteriores en los que se intentó realizar aterrizajes, se incluyeron cuatro patas de aterrizaje extensibles de fibra de carbono/aluminio con estructura de panal . ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]}

Precios y especificaciones de carga útil de SpaceX publicados para la versión 1.1 a marzo de 2014. Incluía un rendimiento aproximadamente un 30 % superior al indicado en la lista de precios publicada; SpaceX reservó ese rendimiento adicional para realizar pruebas de reutilización . Se realizaron numerosos cambios de ingeniería para facilitar la reutilización y la recuperación de la primera etapa en la versión 1.1.

La actualización Full Thrust (también conocida como FT, v1.2 o Bloque 3), ^{[ 87 ] [ 88 ]} introdujo cambios importantes. Añadió refrigeración criogénica del propulsor para aumentar la densidad, lo que permitió un empuje un 17 % mayor, mejoró el sistema de separación de etapas, alargó la segunda etapa para contener propulsor adicional y reforzó los puntales para sostener las botellas de helio que se cree que estuvieron involucradas en el fallo del vuelo 19. ^{[ 89 ]} Ofrecía una primera etapa reutilizable . Los planes para reutilizar la segunda etapa se abandonaron ya que el peso de un escudo térmico y otros equipos reducirían demasiado la carga útil. ^{[ 90 ]} El propulsor reutilizable se desarrolló utilizando sistemas y software probados en los prototipos Falcon 9.

El Sistema Autónomo de Seguridad de Vuelo (AFSS) reemplazó al personal y al equipo de control de vuelo de la misión en tierra. El AFSS ofrecía fuentes de posicionamiento, navegación y sincronización a bordo, así como lógica de decisión. Entre los beneficios del AFSS se incluían una mayor seguridad pública, una menor dependencia de la infraestructura del campo de lanzamiento, una reducción del coste de los lanzamientos espaciales, una mayor previsibilidad y disponibilidad de los cronogramas, flexibilidad operativa y flexibilidad en las franjas horarias de lanzamiento. ^{[ 91 ]}

La capacidad de FT permitió a SpaceX elegir entre aumentar la carga útil, disminuir el precio del lanzamiento o ambas cosas. ^{[ 92 ]}

Su primer aterrizaje exitoso se produjo en diciembre de 2015 ^{[ 93 ]} y el primer re-lanzamiento en marzo de 2017. ^{[ 94 ]} En febrero de 2017, el lanzamiento de CRS-10 fue el primer lanzamiento operativo que utilizó AFSS. Todos los lanzamientos de SpaceX posteriores al 16 de marzo utilizaron AFSS. Una misión del 25 de junio transportó el segundo lote de diez satélites Iridium NEXT , para los cuales las aletas de rejilla de aluminio fueron reemplazadas por versiones de titanio más grandes , para mejorar la autoridad de control y la tolerancia al calor durante la reentrada . ^{[ 70 ]}

En 2017, SpaceX comenzó a incluir cambios incrementales en el Full Thrust, denominado internamente Bloque 4. ^{[ 95 ]} Inicialmente, solo la segunda etapa se modificó a los estándares del Bloque 4, volando sobre una primera etapa del Bloque 3 para tres misiones: NROL-76 e Inmarsat-5 F5 en mayo de 2017, e Intelsat 35e en julio de 2017. ^{[ 96 ]} El Bloque 4 se describió como una transición entre el Full Thrust v1.2 Bloque 3 y el Bloque 5. Incluye mejoras incrementales en el empuje del motor que conducen al Bloque 5. ^{[ 97 ]} El vuelo inaugural del diseño completo del Bloque 4 (primera y segunda etapas) fue la misión SpaceX CRS-12 el 14 de agosto. ^{[ 98 ]}

En octubre de 2016, Musk describió el Bloque 5 como una versión con "muchas mejoras menores que, en conjunto, son importantes, pero el empuje mejorado y las patas optimizadas son las más significativas". ^{[ 99 ]} En enero de 2017, Musk añadió que el Bloque 5 "mejora significativamente el rendimiento y la facilidad de reutilización". ^{[ 100 ]} El vuelo inaugural tuvo lugar el 11 de mayo de 2018, ^{[ 101 ]} con el satélite Bangabandhu Satellite-1 . ^{[ 102 ]}

A fecha de 21 de julio de 2026 , Falcon 9 había logrado 666 de 669 misiones completas exitosas (99,6% ). SpaceX CRS-1 tuvo éxito en su misión principal, pero dejó una carga útil secundaria en una órbita incorrecta, mientras que SpaceX CRS-7 fue destruido en vuelo. Además, AMOS-6 se desintegró en la plataforma de lanzamiento durante el repostaje para una prueba de motor. El Bloque 5 tiene una tasa de éxito del99,8% ( 612/613 ). A modo de comparación, la serie Soyuz, referente en la industria, ha realizado 1880 lanzamientos ^{[ 116 ]} con una tasa de éxito del 95,1% (la tasa de éxito del último Soyuz-2 es del 94%), ^{[ 117 ]} la serie rusa Proton ha realizado 425 lanzamientos con una tasa de éxito del 88,7% (la tasa de éxito del último Proton-M es del 90,1%), el Ariane 5 europeo ha realizado 117 lanzamientos con una tasa de éxito del 95,7%, y el Long March 3B chino ha realizado 85 lanzamientos con una tasa de éxito del 95,3%.

La secuencia de lanzamiento del F9 incluye una función de sujeción que permite el encendido completo del motor y la comprobación de los sistemas antes del despegue. Después de que arranca el motor de la primera etapa, el lanzador se sujeta y no se libera para el vuelo hasta que se confirma que todos los sistemas de propulsión y del vehículo funcionan con normalidad. Se han utilizado sistemas de sujeción similares en vehículos de lanzamiento como el Saturno V ^{[ 118 ]} y el Transbordador Espacial . Se produce un apagado seguro automático y la descarga del propulsor si se detecta alguna condición anormal. ^{[ 4 ]} Antes de la fecha de lanzamiento, SpaceX a veces completa un ciclo de prueba, que culmina en un encendido estático del motor de la primera etapa de tres segundos y medio. ^{[ 119 ] [ 120 ]} El F9 tiene computadoras de vuelo con triple redundancia y navegación inercial , con una superposición de GPS para mayor precisión. ^{[ 4 ]}

Desde mediados de 2024, el Falcon 9 ha estado involucrado en una serie de anomalías de misión, que han generado preocupaciones sobre la confiabilidad del cohete. ^{[ 121 ]} En julio de 2024, el motor de la etapa superior del Falcon 9 falló durante el lanzamiento de la misión Starlink Grupo 9-3, lo que resultó en la pérdida total de la carga útil y la Administración Federal de Aviación inmovilizó el cohete durante dos semanas. ^{[ 122 ]} En agosto de 2024, un propulsor Falcon 9 se volcó y se destruyó durante el aterrizaje después de un lanzamiento exitoso de Starlink, lo que resultó en el primer aterrizaje fallido de un propulsor en más de tres años para SpaceX. El cohete estuvo brevemente inmovilizado durante dos días. ^{[ 123 ]} En septiembre de 2024, después del lanzamiento exitoso de la misión Crew-9 , el motor de la etapa superior volvió a fallar durante una maniobra de desorbitación, lo que provocó que reingresara fuera de su zona diseñada y resultó en otra inmovilización de la flota Falcon. Esta anomalía ocurrió solo diez días antes de la fecha de lanzamiento prevista de la misión insignia de la NASA, Europa Clipper , que tenía una ventana de lanzamiento limitada y requería dos encendidos de la etapa superior del cohete, lo que llevó a la NASA a participar en la investigación y convocar su propia junta independiente de revisión de anomalías. ^{[ 124 ] [ 125 ] [ 126 ]} Europa Clipper finalmente se lanzó con éxito el 14 de octubre. ^{[ 127 ]} Estas anomalías se mencionaron en el Informe Anual 2024 del Panel Asesor de Seguridad Aeroespacial de la NASA, que advirtió que la rápida cadencia de lanzamientos de SpaceX podría "interferir con el buen juicio, el análisis deliberado y la implementación cuidadosa de acciones correctivas", al tiempo que elogiaba la "transparencia de la compañía con la NASA y su voluntad de abordar cada situación". ^{[ 128 ]}

En febrero de 2025, se produjo otro fallo en la etapa superior tras el lanzamiento de la misión Starlink Grupo 11-4, lo que impidió que la etapa ejecutara su maniobra de desorbitación prevista. Permaneció en órbita durante dos semanas antes de caer finalmente cerca de la ciudad de Poznań , Polonia, en una reentrada incontrolada. Al igual que el fallo de julio de 2024, esta anomalía también fue causada por una fuga de oxígeno líquido en el motor de la etapa superior. ^{[ 129 ]} En marzo de 2025, se perdió un propulsor Falcon 9 cuando se incendió y volcó tras un aterrizaje en una plataforma flotante después de un lanzamiento de Starlink. ^{[ 121 ]} Este fallo se atribuyó a una fuga de combustible que se produjo dentro de uno de los motores de la primera etapa durante el ascenso. ^{[ 130 ]} El periodista espacial Eric Berger ha argumentado que el factor principal detrás de las anomalías recientes es la "presión constante de SpaceX por acelerar, incluso mientras asume tareas cada vez más desafiantes", señalando que la compañía puede haber alcanzado "el límite de velocidad para los vuelos espaciales comerciales". También señaló que SpaceX está bajo una intensa presión para desarrollar su cohete superpesado Starship , y que muchos ingenieros talentosos están siendo transferidos de los programas Falcon y Dragon a Starship. ^{[ 131 ]}

Al igual que la familia de cohetes Saturno , los múltiples motores permiten completar la misión incluso si uno falla. ^{[ 4 ] [ 132 ]} Se hicieron públicas descripciones detalladas de los modos de falla destructivos del motor y las capacidades de falla del motor diseñadas. ^{[ 133 ]}

SpaceX enfatizó que la primera etapa está diseñada para funcionar incluso con un motor apagado. ^{[ 4 ]} La misión CRS-1 en octubre de 2012 fue un éxito parcial después de que el motor número 1 perdiera presión a los 79 segundos y luego se apagara. Para compensar la pérdida de aceleración resultante, la primera etapa tuvo que funcionar 28 segundos más de lo previsto, y la segunda etapa tuvo que funcionar 15 segundos adicionales. Ese tiempo de combustión adicional redujo las reservas de combustible, por lo que la probabilidad de que hubiera suficiente combustible para ejecutar la misión cayó del 99% al 95%. Debido a que la NASA había comprado el lanzamiento y, por lo tanto, controlaba contractualmente varios puntos de decisión de la misión, la NASA rechazó la solicitud de SpaceX de reiniciar la segunda etapa e intentar entregar la carga útil secundaria a la órbita correcta. Como resultado, la carga útil secundaria reingresó a la atmósfera. ^{[ 134 ]}

Los motores Merlin 1D han sufrido dos paradas prematuras durante el ascenso. Ninguna afectó a la misión principal, pero ambos intentos de aterrizaje fracasaron. El 18 de marzo de 2020, durante una misión Starlink, uno de los motores de la primera etapa falló 3 segundos antes del apagado debido a la ignición de alcohol isopropílico que no se había purgado correctamente tras la limpieza. ^{[ 135 ]} En otra misión Starlink, el 15 de febrero de 2021, gases de escape calientes entraron en un motor debido a un orificio por fatiga en su cubierta. ^{[ 136 ]} SpaceX declaró que la cubierta defectuosa tenía el "mayor número de vuelos que este diseño particular de cubierta había tenido". ^{[ 137 ]}

SpaceX planeó desde el principio que ambas etapas fueran reutilizables. ^{[ 138 ]} Las primeras etapas de los primeros vuelos del Falcon estaban equipadas con paracaídas y cubiertas con una capa de corcho ablativo para permitirles sobrevivir a la reentrada atmosférica . Estas fallaron debido al estrés aerodinámico y al calentamiento resultantes. ^{[ 75 ]} Las etapas eran resistentes a la corrosión del agua salada. ^{[ 138 ]}

A finales de 2011, SpaceX eliminó los paracaídas en favor del descenso motorizado . ^{[ 139 ] [ 140 ]} El diseño se completó en febrero de 2012. ^{[ 69 ]}

Los aterrizajes propulsados ​​se probaron por primera vez en vuelo con el cohete suborbital Grasshopper . ^{[ 141 ]} Entre 2012 y 2013, este vehículo de prueba de demostración de baja altitud y baja velocidad realizó ocho aterrizajes verticales , incluyendo un vuelo de ida y vuelta de 79 segundos a una altitud de 744 m (2441 pies) . En marzo de 2013, SpaceX anunció que, a partir del primer vuelo de la versión 1.1, todos los propulsores estarían equipados para el descenso propulsado. ^{[ 85 ]}  

Pruebas de vuelo posteriores a la misión e intentos de aterrizaje

Para el vuelo 6 en septiembre de 2013, después de la separación de etapas, el plan de vuelo preveía que la primera etapa realizara una maniobra de encendido para reducir su velocidad de reentrada, y luego una segunda maniobra justo antes de llegar al agua. Aunque no fue un éxito total, la etapa pudo cambiar de dirección y realizar una entrada controlada en la atmósfera. ^{[ 142 ]} Durante la maniobra final de aterrizaje, los propulsores RCS no pudieron superar un giro inducido aerodinámicamente. La fuerza centrífuga privó al motor de combustible, lo que provocó una parada prematura del motor y un amerizaje brusco. ^{[ 142 ]}

Después de cuatro pruebas más de aterrizaje en el océano, el propulsor CRS-5 intentó aterrizar en la plataforma flotante ASDS en enero de 2015. El cohete incorporó (por primera vez en una misión orbital) superficies de control aerodinámicas de aletas de rejilla y se guió con éxito hacia el barco, antes de quedarse sin fluido hidráulico y estrellarse contra la plataforma. ^{[ 143 ]} Un segundo intento tuvo lugar en abril de 2015, en el CRS-6 . Después del lanzamiento, la válvula de bipropelente se atascó, impidiendo que el sistema de control reaccionara con la suficiente rapidez para un aterrizaje exitoso. ^{[ 144 ]}

El primer intento de aterrizar un propulsor en una plataforma terrestre cerca del sitio de lanzamiento ocurrió en el vuelo 20, en diciembre de 2015. El aterrizaje fue exitoso y el propulsor fue recuperado. ^{[ 145 ] [ 146 ]} Esta fue la primera vez en la historia que después de lanzar una misión orbital, una primera etapa logró un aterrizaje vertical controlado . El primer aterrizaje exitoso de un propulsor en un ASDS ocurrió en abril de 2016 en el barco no tripulado Of Course I Still Love You durante CRS-8 .

Se realizaron dieciséis vuelos de prueba entre 2013 y 2016, seis de los cuales lograron un aterrizaje suave y la recuperación del propulsor. Desde enero de 2017, con la excepción del núcleo central del vuelo de prueba Falcon Heavy , la misión Falcon Heavy USAF STP-2 , la misión de reabastecimiento Falcon 9 CRS-16 y las misiones Starlink -4, 5 y 19, ^{[ 147 ] [ 148 ]} todos los intentos de aterrizaje han sido exitosos. Dos propulsores se han perdido o destruido en el mar después del aterrizaje: el núcleo central utilizado durante la misión Arabsat-6A , ^{[ 149 ]} y el B1058 después de completar un vuelo Starlink. ^{[ 150 ]}

Relanzar

El primer relanzamiento operativo de un propulsor previamente volado se realizó en marzo de 2017 ^{[ 151 ]} con el B1021 en la misión SES-10 después de CRS-8 en abril de 2016. ^{[ 152 ]} Después de aterrizar por segunda vez, fue retirado. ^{[ 153 ]} En junio de 2017, el propulsor B1029 ayudó a llevar BulgariaSat-1 hacia GTO después de una misión Iridium NEXT LEO en enero de 2017, logrando nuevamente la reutilización y el aterrizaje de un propulsor recuperado. ^{[ 154 ]} El tercer vuelo de reutilización tuvo lugar en noviembre de 2018 en la misión SSO-A . El núcleo para la misión, Falcon 9 B1046 , fue el primer propulsor Block 5 producido y había volado inicialmente en la misión Bangabandhu Satellite-1 . ^{[ 155 ]}

En mayo de 2021, el primer propulsor alcanzó las 10 misiones. Musk indicó que SpaceX tiene la intención de seguir lanzando propulsores hasta que se produzca un fallo en las misiones de Starlink. ^{[ 156 ] [ 157 ]} Al 21 de julio de 2026 , el récord es de 36 vuelos del mismo propulsor.

Debido a que las misiones Transporter despliegan un gran número de satélites en una única órbita de "entrega", muchos clientes utilizan vehículos de transferencia orbital (OTV) de terceros para lograr altitudes o inclinaciones personalizadas. Estos vehículos actúan como un servicio de entrega de "última milla", separándose de la etapa superior del Falcon 9 y utilizando sus propios sistemas de propulsión para maniobrar las cargas útiles hasta sus posiciones operativas finales.

Entre los socios frecuentes de OTV integrados en misiones compartidas del Falcon 9 se incluyen Momentus (que utiliza el vehículo Vigoride ), D-Orbit (que utiliza el satélite portador ION) y Exolaunch . Cabe destacar que la misión Vigoride-7 en el Transporter-16 demostró el uso de autobuses OTV de alta potencia para soportar cargas útiles gubernamentales complejas para DARPA y la NASA , lo que evidencia la transición de las misiones compartidas desde simples despliegues hasta sofisticadas operaciones de infraestructura en el espacio. ^{[ 184 ]}

SpaceX opera dos programas regulares de lanzamiento compartido para el despliegue de pequeños satélites: Transporter y Bandwagon. El programa Transporter, introducido en 2021, proporciona misiones a órbitas heliosíncronas , con una inclinación cercana a los 90°. Los vuelos de Transporter sirven principalmente para cargas útiles de observación de la Tierra, con lanzamientos que suelen ocurrir cada cuatro meses desde Vandenberg. El programa Bandwagon comenzó en 2024 y proporciona acceso a órbitas de inclinación media de aproximadamente 45°, con misiones que operan aproximadamente cada seis meses desde Cabo Cañaveral. ^{[ 182 ] [ 185 ]}

A diferencia de los acuerdos tradicionales de lanzamiento compartido, estas misiones no están vinculadas a un cliente principal. Para satélites más grandes, de entre 500 y 2500 kilogramos (1100 y 5500 lb) , SpaceX también ofrece una opción de "cobertura", en la que una nave espacial se monta sobre la pila de carga útil, una posición que normalmente utiliza una carga útil principal en un lanzamiento convencional. ^{[ 186 ]} A partir de 2025, el precio de lanzamiento comienza en US$300 000 para 50 kg (110 lb) a SSO. ^{[ 187 ]}   

SpaceX también continúa brindando oportunidades de lanzamiento compartido más convencionales en las que pequeños satélites acompañan una gran carga útil principal. ^{[ 182 ]} Las cargas útiles pueden acomodarse utilizando el anillo adaptador de carga útil secundaria EELV (ESPA), el mismo adaptador entre etapas utilizado para cargas útiles secundarias en misiones del Departamento de Defensa de EE. UU. lanzadas en lanzadores de clase EELV como el Atlas V y el Delta IV . ^{[ 188 ]}

Aunque el Falcon 9 es un vehículo de lanzamiento de carga media, la alta frecuencia de lanzamientos y el precio relativamente bajo de sus programas de lanzamiento compartido han convertido a SpaceX en un proveedor líder en el mercado de lanzamiento de pequeños satélites. Esto ha contribuido a un entorno competitivo desafiante para los operadores de vehículos de lanzamiento dedicados de carga pequeña . ^{[ 186 ]}