Falcon 9 ha completato 660 missioni con successo, più di qualsiasi altro vettore attualmente in servizio. Il suo record in oltre un decennio e mezzo di attività comprende solo 2 fallimenti in volo, 1 fallimento parziale e 1 razzo distrutto prima ancora di lasciare la rampa.
Il razzo di punta di SpaceX ha debuttato il 4 giugno 2010, per poi effettuare l'8 ottobre 2012 la prima missione di approvvigionamento commerciale di SpaceX verso la ISS. Negli anni successivi, Falcon 9 è diventato la cosa più simile a un servizio di autobus programmato che il volo spaziale abbia mai avuto — un ruolo costruito quasi interamente su un trucco che quasi nessun razzo impara mai: atterrare da solo.
Questa guida analizza come è stato conquistato questo trucco, cosa ha cambiato riguardo ai costi per arrivare in orbita, e come una linea di razzi iniziata con un fallimento del motore in fiamme sia finita per trasportare astronauti verso la Stazione Spaziale Internazionale.
Un razzo costruito per tornare a casa
Il primo stadio del Falcon 9 è progettato per atterrare in verticale e volare di nuovo, un'impresa che SpaceX ha realizzato per la prima volta al 20° volo del booster, nel dicembre 2015. Quell'unico atterraggio ha ridefinito quale potesse essere il ruolo di un booster: invece di bruciare durante il rientro o affondare nell'oceano, la parte più grande e costosa del veicolo poteva essere fatta volare, recuperata e lanciata di nuovo.
Il viaggio di ritorno inizia quasi immediatamente. Una volta che Falcon 9 decolla da Cape Canaveral e invia il suo carico verso la destinazione, il primo stadio esausto si ribalta e inizia a dirigersi verso la zona di atterraggio circa 4,5 minuti dopo il decollo — molto prima che il secondo stadio abbia anche solo finito di portare il suo carico fino in orbita.
L'atterraggio che ha richiesto cinque tentativi
Atterrare su terraferma era già difficile. Atterrare su una nave che ondeggiava in mare aperto era un problema completamente diverso, e SpaceX ha avuto bisogno di diversi tentativi per risolverlo. Quel traguardo è arrivato durante il volo 23, la missione cargo CRS-8 — la prima volta che un booster del Falcon 9 è riuscito ad atterrare su una nave drone autonoma in mare.
Quell'atterraggio è stato in realtà il 5° tentativo di SpaceX di far scendere un booster su una nave — un'impresa molto più difficile che atterrare su terraferma, poiché l'oceano non resta mai fermo. Elon Musk ha ammesso che, in vista di quel volo, il suo stesso team valutava privatamente le probabilità di successo a solo 2 a 1, il che dice qualcosa su quanto quella manovra fosse ancora lontana dall'essere di routine a quel tempo.
Far volare due volte lo stesso booster
Far atterrare un booster ha senso solo se poi si può farlo volare di nuovo. Il traguardo successivo, la missione SES-10 del volo 32, ha visto il booster B1021 diventare il primo core di classe orbitale a volare due volte — e SpaceX ha recuperato una carenatura del carico utile per la prima volta in quello stesso volo, completando il ciclo del riutilizzo di quasi tutto il razzo.
Quel primo rivolo è avvenuto nel marzo 2017, e un secondo booster riutilizzato lo ha seguito nello spazio nel giugno 2017, appena 5 mesi dopo il lancio originale di quel particolare core. Il tempo di rotazione contava quasi quanto l'atterraggio stesso: un booster che richiede anni per volare di nuovo incide appena sui costi di lancio, ma uno che può ripartire in pochi mesi comincia a somigliare a una vera flotta.
Da impresa isolata a routine da catena di montaggio
Quello che è iniziato come un esperimento da titoli di giornale è finito per diventare rumore di fondo. Nel 2023 il ritmo era diventato quasi routinario: SpaceX ha lanciato il Falcon 9 91 volte in quell'anno, ha avuto bisogno di un booster completamente nuovo per solo 4 di quei voli, e ha riportato a casa ogni singolo booster in seguito.
Anche i singoli core hanno dimostrato di poter continuare a volare molto più a lungo di quanto si aspettassero i primi scettici del riutilizzo. Entro maggio 2021, un core in particolare, il B1051, era diventato il primo booster del Falcon 9 a raggiungere 10 voli — un numero che sarebbe sembrato impensabile quando far atterrare un booster anche una sola volta sembrava ancora un lancio di moneta.
I record stabiliti lungo il percorso
Il riutilizzo non ha solo tagliato i costi — ha permesso a SpaceX di caricare di più in un singolo lancio. Il 24 gennaio 2021, un singolo volo del Falcon 9 ha stabilito un nuovo record portando in orbita 143 satelliti in una sola volta, più di quanti ne avesse mai trasportati un singolo razzo prima.
L'economia dietro la spinta al riutilizzo era stata delineata ben prima che SpaceX facesse atterrare un booster. Un rapporto della NASA del 2011 calcolò che costruire un razzo della classe Falcon 9 con il metodo tradizionale di contrattazione dell'agenzia sarebbe costato circa 4 miliardi di dollari, contro circa 1,7 miliardi di dollari con l'approccio più commerciale effettivamente usato da SpaceX.
I motori che hanno imparato dai fallimenti
Niente di tutto questo era inevitabile. Il motore Merlin 1A originale di SpaceX volò solo due volte. Il suo debutto, il 24 marzo 2006, si concluse quando una perdita di combustibile innescò un incendio poco dopo il lancio; un secondo tentativo, il 21 marzo 2007, funzionò finalmente, gettando le basi per la famiglia di motori Merlin che oggi alimenta ogni Falcon 9.
La turbopompa del motore lascia intuire quanta ingegneria si nasconda dietro un lancio che sembra ormai di routine. La sua turbina ad ammissione parziale — una configurazione in cui il fluido di lavoro colpisce solo una parte della circonferenza della ruota, invece dell'intero anello — girava fino a 20.000 giri al minuto pur pesando solo 68 kg, concentrando una potenza notevole in un componente piccolo e leggero.
Il carico umano del Falcon 9
Falcon 9 non lancia solo satelliti e merci. Demo-2, la missione che per la prima volta ha portato astronauti a bordo della capsula Dragon 2 del razzo, è decollata il 30 maggio 2020, dopo ripetuti rinvii, aprendo un nuovo capitolo per il veicolo al di là dei satelliti e delle missioni di approvvigionamento della stazione.
Dragon 2 deteneva un titolo unico a gennaio 2025: era l'unica navicella cargo orbitale in servizio al mondo a essere riutilizzata tra un volo e l'altro. Anche il modo in cui viene rifornita rompe con le prassi storiche della NASA — veicoli più antichi come il Saturn V e lo Space Shuttle venivano riforniti di propellenti ore prima del lancio, ben prima che gli equipaggi salissero a bordo, mentre Falcon 9 aspetta fino a poco prima del decollo per il rifornimento, mantenendo il suo ossigeno liquido superrefrigerato vicino a −340°F e il suo cherosene raffreddato vicino a 20°F.