Falcon 9: El cohete diseñado para aterrizar solo

Falcon 9: El cohete diseñado para aterrizar solo

El Falcon 9 ha completado 660 misiones exitosas, más que cualquier otro vehículo de lanzamiento activo. Su historial a lo largo de más de década y media de vuelos incluye solo 2 fallos en vuelo, 1 fallo parcial y 1 cohete destruido antes de dejar la plataforma de lanzamiento.

El cohete de trabajo de SpaceX debutó el 4 de junio de 2010 y luego realizó la primera misión de Reabastecimiento Comercial de SpaceX a la ISS el 8 de octubre de 2012. En los años transcurridos desde entonces, el Falcon 9 se ha convertido en lo más parecido que tiene la exploración espacial a un servicio de autobús programado, un papel construido casi por completo sobre un truco que la mayoría de los cohetes nunca aprenden: aterrizar por sí mismos.

Esta guía repasa cómo se logró ese truco, qué cambió en el costo de llegar a la órbita, y cómo una línea de cohetes que comenzó con un fallo de motor en llamas terminó transportando astronautas a la Estación Espacial Internacional.

Un cohete construido para volver a casa

Un cohete Falcon 9 de pie verticalmente en la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg
Un cohete Falcon 9 se erige verticalmente en la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg antes del lanzamiento. SpaceX, dominio público, vía Wikimedia Commons

La primera etapa del Falcon 9 está diseñada para aterrizar en posición vertical y volver a volar, algo que SpaceX logró por primera vez en el vuelo número 20 del propulsor, en diciembre de 2015. Ese único aterrizaje redefinió lo que podía ser el trabajo de una etapa de cohete: en lugar de quemarse en la reentrada o hundirse en el océano, la parte más grande y costosa del vehículo podía volar, ser recuperada y volver a lanzarse.

El viaje de regreso comienza casi de inmediato. En cuanto el Falcon 9 despega desde Cabo Cañaveral y envía su carga útil en camino, la primera etapa ya usada gira y comienza a dirigirse hacia la zona de aterrizaje unos 4,5 minutos después del despegue, mucho antes de que la etapa superior haya terminado de llevar su carga el resto del camino hasta la órbita.

El aterrizaje que necesitó cinco intentos

Una primera etapa del Falcon 9 acercándose a un buque no tripulado para aterrizar
Una primera etapa del Falcon 9 desciende hacia el buque no tripulado Just Read the Instructions tras un lanzamiento de la misión CRS-6. SpaceX, dominio público, vía Wikimedia Commons

Aterrizar en tierra firme ya era suficientemente difícil. Aterrizar en un barco que se balancea en mar abierto era un problema totalmente distinto, y SpaceX necesitó varios intentos para resolverlo. Ese hito llegó durante el vuelo 23, la misión de carga CRS-8, la primera vez que un propulsor del Falcon 9 logró aterrizar en un buque no tripulado autónomo en el mar.

Ese aterrizaje fue en realidad el 5.º intento de SpaceX de posar un propulsor en un barco, un truco mucho más difícil que aterrizar en tierra firme, ya que el propio océano nunca se queda quieto. Elon Musk admitió que, antes de ese vuelo, su propio equipo calculaba en privado las probabilidades de éxito en solo 2:1, lo que dice mucho sobre lo lejos que estaba la maniobra de sentirse rutinaria en ese momento.

Volar el mismo propulsor dos veces

Aterrizar un propulsor solo vale la pena si se puede volver a volar. El siguiente hito, la misión SES-10 en el vuelo 32, vio cómo el propulsor B1021 se convertía en el primer núcleo de clase orbital en volar dos veces, y SpaceX recuperó una ojiva de carga útil por primera vez en ese mismo vuelo, cerrando el círculo de la reutilización de casi todo el cohete.

Ese primer reuso tuvo lugar en marzo de 2017, y un segundo propulsor reutilizado lo siguió al espacio en junio de 2017, apenas 5 meses después del lanzamiento original de ese núcleo en particular. El tiempo de recuperación importaba casi tanto como el propio aterrizaje: un propulsor que tarda años en volver a volar apenas reduce los costos de lanzamiento, pero uno que puede volver a volar en meses empieza a parecer una flota real.

De hazaña puntual a rutina de línea de montaje

Lo que comenzó como un experimento que llamaba la atención de los titulares terminó convirtiéndose en algo cotidiano. Para 2023, el ritmo se había vuelto casi rutinario: SpaceX lanzó el Falcon 9 91 veces ese año, necesitó un propulsor completamente nuevo para solo 4 de esos vuelos, y recuperó cada uno de los propulsores después.

Los núcleos individuales también demostraron que podían seguir volando mucho más tiempo del que esperaban los primeros escépticos de la reutilización. Para mayo de 2021, un núcleo en particular, el B1051, se había convertido en el primer propulsor del Falcon 9 en alcanzar 10 vuelos, una cifra que habría sonado inverosímil en la época en que aterrizar un propulsor una sola vez todavía parecía un lanzamiento de moneda.

Récords logrados en el camino

La reutilización no solo redujo los costos, también permitió a SpaceX incluir más carga en un solo lanzamiento. El 24 de enero de 2021, un único vuelo del Falcon 9 estableció un nuevo récord al llevar 143 satélites a la órbita a la vez, más de lo que había llevado cualquier otro cohete antes.

La lógica económica detrás del impulso a la reutilización se había expuesto mucho antes de que SpaceX aterrizara siquiera un propulsor. Un informe de la NASA de 2011 calculó que construir un cohete de la clase Falcon 9 mediante el método de contratación tradicional de la agencia habría costado unos 4 mil millones de dólares, frente a aproximadamente 1,7 mil millones de dólares con el enfoque más comercial que SpaceX utilizó realmente.

Los motores que aprendieron del fracaso

Un motor Merlin 1D durante una prueba de encendido en las instalaciones de SpaceX en Texas
Un motor Merlin 1D es sometido a una prueba de encendido en las instalaciones de desarrollo de cohetes de SpaceX en McGregor, Texas. SpaceX, dominio público, vía Wikimedia Commons

Nada de esta fiabilidad era inevitable. El motor original Merlin 1A de SpaceX solo llegó a volar dos veces. Su debut, el 24 de marzo de 2006, terminó cuando una fuga de combustible provocó un incendio poco después del despegue; un segundo intento, el 21 de marzo de 2007, finalmente funcionó, sentando las bases de la familia de motores Merlin que hoy impulsa a todos los Falcon 9.

La turbobomba del motor da una idea de cuánta ingeniería hay detrás de un lanzamiento que parece rutinario. Su turbina de admisión parcial —un diseño en el que el fluido de trabajo solo incide sobre parte de la circunferencia de la rueda y no sobre todo el anillo— giraba hasta 20.000 rpm a pesar de pesar solo 68 kg, condensando una potencia considerable en una pieza pequeña y ligera.

La carga humana del Falcon 9

La nave Crew Dragon de SpaceX siendo preparada para el lanzamiento de Demo-2
La nave Crew Dragon pasa por su procesamiento final en Cabo Cañaveral antes del lanzamiento de Demo-2. SpaceX, dominio público, vía Wikimedia Commons

El Falcon 9 no solo lanza satélites y carga. Demo-2, la misión que por primera vez llevó astronautas a bordo de la cápsula Dragon 2 del cohete, despegó el 30 de mayo de 2020 tras repetidos retrasos, abriendo un nuevo capítulo para el vehículo más allá de los satélites y las misiones de reabastecimiento a la estación.

Hasta enero de 2025, Dragon 2 mantenía un título único: la única nave de carga orbital en servicio en cualquier lugar que se reutiliza entre vuelos. Cargarle combustible antes del lanzamiento también rompe con la forma en que la NASA solía hacer las cosas: vehículos más antiguos como el Saturno V y el Transbordador Espacial cargaban sus propelentes horas antes del despegue, mucho antes de que las tripulaciones subieran a bordo, mientras que el Falcon 9 espera hasta justo antes del despegue para cargar combustible, manteniendo su oxígeno líquido superenfriado cerca de −340 °F y su queroseno enfriado cerca de 20 °F.

Fuentes