Falcon 9 Full Thrust center|280px|Lanzamiento del primer cohete Falcon 9 Full Thrust Lanzamiento del primer cohete Falcon 9 Full Thrust, Falcon 9 Flight 20 poniendo 11 satélites Orbcomm en órbita. La primera etapa se recuperó en la Zona de aterrizaje 1 de la base de Cabo Cañaveral después de un aterrizaje exitoso. Función Vehículo de lanzamiento orbital para carga de tamaño medio Fabricante SpaceX País de origen Estados Unidos Coste de lanzamiento 62 millones de dólares en 2016 y 50 millones en 2018 Tamaño Altura 71 metros Diámetro 3.66 metros Peso 549.054 kg Etapas 2 Capacidad Carga a órbita baja(28.5°) Desechable: 22.800 kgLímite estructural del PAF 10.886 kilogramos órbita geoestacionaria(27°) Desechable: 8.300 kg Carga a Marte 4.020 kg Propulsores asociados Familia Falcon 9 Derivados Falcon Heavy Otros propulsores comparables Atlas V541 · H-IIB · Proton M · Ariane 5 ES · Long March 3B/E Historial de lanzamientos Status activo Zona de lanzamientos Cabo Cañaveral Complejo 40Base de Vandenberg complejo 4Centro espacial Kennedy complejo 39 Lanzamientos totales 67 Éxitos 67 Otros destrucción del satélite AMOS 6 Aterrizajes 47 de 52 Primer vuelo 22 de diciembre de 2015 Último vuelo 4 de junio de 2020 (Starlink-7) Cargas más relevantes Cápsula Dragon · Orbcomm OG2 · Iridium NEXT · Zuma · Vehículo Orbital Boeing X37B · TESS · Starlink · Beresheet Primera etapa Motores 9 Merlin 1D Empuje A nivel de mar: 7.607 kNEn el vacío: 8.227 kN Impulso específico A nivel de mar: 282 sEn el vacío: 311 s Tiempo de combustión 162 s Combustible utilizado Oxígeno líquido subenfriado / RP-1 Segunda etapa Motores 1 Merlin 1D para vacío Empuje 934 kN Impulso específico 348 s Tiempo de combustión 397 s Combustible utilizado Oxígeno líquido subenfriado / RP-1 El Falcon 9 Full Thrust - también conocido como Falcon 9 v1.2 - es un vehículo de lanzamiento de órbita baja terrestre parcialmente reutilizable y el primero en utilizar el aterrizaje vertical propulsado en su primera etapa. La misma primera etapa se ha utilizado tres veces para lanzar con éxito cargas en órbita. Es la tercera versión del cohete de lanzamiento orbital Falcon 9. Diseñado en 2014-2015, comenzó sus operaciones de lanzamiento en diciembre de 2015. Se prevén más de 50 lanzamientos entre los años 2017 a 2019.
En diciembre de 2015, la versión Full Thrust del Falcon 9 fue el primer vehículo de lanzamiento orbital capaz de completar el aterrizaje vertical de la primera etapa y recuperar así el cohete, continuando el largo programa de desarrollo tecnológico entre 2011-2015 que había desarrollado parte de la tecnología de las primeras etapas de los cohetes Falcon 9 v1.0 y Falcon 9 v1.1. Desde 2017 los propulsores de primera etapa se reutilizaron para la puesta de carga en órbita, convirtiéndose dicha reutilización en rutinaria de tal manera que entre 2018 y 2019 más de la mitad de los vuelos reutilizaron los propulsores.
El Falcon 9 Full Thrust supone una actualización sustancial sobre el antiguo cohete Falcon 9 v1.1, que voló su última misión en enero de 2016. Con los motores de primera y segunda etapa mejorados, un tanque propulsor de segunda etapa más grande y la densificación del combustible, el vehículo puede transportar cargas mayores a órbita geoestacionaria y realizar un aterrizaje con propulsión para lograr su recuperación.
Historia
En marzo de 2014, las especificaciones publicadas de precios y de carga útil, para el cohete Falcon 9 v1.1 desechable, apuntaban a una mejora de un 30% en prestaciones/rendimiento respecto a anteriores listas de precios. En ese momento, el rendimiento adicional se reservó para que SpaceX llevara a cabo pruebas de reutilización en el Falcon 9 v1.1 manteniéndose la misma carga útil. Desde entonces se han hecho muchos cambios de ingeniería para conseguir la reutilización y recuperación de la primera etapa, en la versión v1.1. SpaceX indicó que tenían capacidad para aumentar la carga útil del cohete Falcon 9 Full Thrust, o disminuir el precio de lanzamiento, o incluso ambas cosas.
En 2015, SpaceX anunció una serie de modificaciones a la versión Falcon 9 v1.1. El nuevo cohete fue conocido internamente durante un tiempo como Falcon 9 v1.1 Full Thrust, pero también con otros nombres como Falcon 9 v1.2, Enhanced Falcon 9, Full-Performance Falcon 9, Mejora de Falcon 9, y actualización de Falcon 9. Desde el primer vuelo a finales de 2015, SpaceX ha estado refiriéndose a la "actualización Full Thrust" simplemente como Falcon 9. Sin embargo, es la mayor revisión del vehículo de lanzamiento Falcon 9 después del Falcon 9 v1.0 (2010-2013) y el Falcon 9 v1.1 (2013-enero de 2016). El Falcon 9 Full Thrust se lanzó por primera vez el 22 de diciembre de 2015, siendo el vigésimo vuelo Falcon 9.
La presidenta de SpaceX, Gwynne Shotwell, explicó en marzo de 2015 que el nuevo diseño posibilitaría una mejora en la producción , así como unas mejores prestaciones:
Así pues, tenemos los mejores motores posibles, una vez terminado el desarrollo/pruebas. Lo que estamos haciendo es modificar la estructura ligeramente. Queremos construir sólo dos versiones, o dos estructuras en fábrica, más de eso no sería aconsejable pensando en los posibles clientes. Hablamos de un aumento del 30% en el rendimiento, quizá un poco más. Lo que ello permite es que podamos aterrizar la primera etapa en misiones GTO en un buque no tripulado(dron).
De acuerdo con una declaración de SpaceX en mayo de 2015, el Falcon 9 Full Thrust probablemente no necesitaría volver a certificarse, de cara a realizar lanzamientos para el gobierno de los Estados Unidos. Shotwell afirmó que "es un proceso reiterativo[a realizar con las distintas agencias gubernamentales]" y que en el futuro "será más y más rápido certificar nuevas versiones del vehículo".
La Fuerza Aérea de los Estados Unidos certificó la versión mejorada del cohete, que se utilizará en los lanzamientos militares estadounidenses en enero de 2016, gracias a los lanzamientos exitosos hasta la fecha y la demostrada capacidad de diseñar, producir, calificar y entregar un nuevo sistema de lanzamiento y proporcionar el apoyo a la misión de puesta en órbita de satélites".
En febrero de 2017, los medios de comunicación daban cuenta de que un próximo informe de investigadores del gobierno estadounidense identifica un patrón de agrietamiento en las palas de la turbina del cohete, que hace que las turbobombas concentren combustible rápidamente en los motores, lo cual es potencialmente grave y pueden requerir modificaciones antes de los vuelos tripulados. SpaceX sostiene que ha diseñado sus motores para que puedan resistir el agrietamiento en las turbinas, pero también está trabajando en como resolver el problema.
Vuelo inaugural
SES S.A., una firma propietaria y operadora de satélites, anunció planes en febrero de 2015 para lanzar su satélite SES-9 en el primer vuelo del Falcon 9 Full Thrust. En ese momento, SpaceX eligió lanzar SES-9 en el segundo vuelo del Falcon 9 Full Thrust y lanzar la segunda constelación de satélites de Orbcomm(OG2) en el primer vuelo. Como Chris Bergin de NASASpaceFlight explicó, SES-9 requería un perfil de combustión de la segunda etapa más complejo que implicaba un reinicio del motor de segunda etapa, mientras que la misión de Orbcomm "permitiría de cara a la Segunda Etapa llevar a cabo pruebas adicionales, antes de proceder con la misión SES -9".
El Falcon 9 Full Thrust completó su vuelo inaugural el 22 de diciembre de 2015, llevando una carga útil de Orbcomm de 11 satélites para orbitar y aterrizar la primera etapa del cohete intacto en la zona de aterrizaje 1(Landing Zone 1) de SpaceX en Cabo Cañaveral. La segunda misión, SES-9, se llevó a cabo el 4 de marzo de 2016.
Fase de test
La primera etapa mejorada comenzó la prueba de aceptación en la instalación de McGregor de SpaceX en septiembre de 2015. La primera de dos pruebas estáticas se completó el 21 de septiembre de 2015 e incluyó oxígeno líquido subenfriado y los motores Merlin 1D mejorados. El cohete alcanzó propulsión total durante la prueba estática y se programó para su lanzamiento no antes del 17 de noviembre de 2015.
Diseño
Un objetivo principal del nuevo diseño era facilitar la reutilización del propulsor para poder realizar una gama más amplia de misiones, incluyendo la entrega de satélites de comunicaciones grandes a la órbita geosíncrona.
Al igual que las versiones anteriores del Falcon 9, y al igual que la serie Saturn del programa Apollo, la presencia de múltiples propulsores de primera etapa puede permitir la finalización con éxito de la misión, incluso si uno de los motores de primera etapa falla a mitad del vuelo.
El propulsor de primera etapa Full Thrust podría alcanzar la órbita baja al igual que un cohete de una sola etapa, siempre y cuando no esté llevando la etapa superior(la segunda etapa) y un satélite pesado.
Modificaciones realizadas con respecto a los modelos previos
Las modificaciones en la versión actualizada, relativas a la versión anterior (Falcon 9 v1.1) incluyen:
Oxígeno líquido subenfriado a -320 °F (-207 °C, 66 K) y RP-1 enfriado a -7 °C; 266 K) para la densidad (permitiendo almacenar más combustible y oxidante en un tanque, así como aumentar el flujo de masa del combustible a través de la turbobomba incrementando el empuje) Estructura mejorada de la primera etapa Tanques del propulsor de segunda etapa alargados Interfase/interetapa más larga y reforzada, almacenando la tobera del motor de la segunda etapa, aletas estabilizadoras tipo rejilla y propulsores de control de actitud La longitud total del lanzador (con carga útil) es ahora de 70 m (229 pies), aproximadamente 1,5 m (5 pies) más alta que Falcon 9 v1.1 Empujador central neumático añadido al mecanismo de separación de etapas. Diseñado para proporcionar una "fuerza positiva durante la separación de las fases después de la liberación del mecánismo de cerrojo... para mayor confiabilidad ... para disminuir en gran medida la probabilidad de contacto entre las etapas una vez realizada la separación". Evolución del diseño de las aletas tipo rejilla Estructura del motor Octaweb modificada Patas de aterrizaje mejoradas Empuje del motor Merlin 1D aumentado a la variante Full Thrust, aprovechando la mayor densidad del combustible lograda por subenfriamiento. El empuje de la primera etapa publicitado fue originalmente de 6.700 kN (1.500.000 lbf) en lugar de los 5.800 kN (1.300.000 lbf) del Falcon 9 v1.1. El verdadero empuje total del cohete, 7.607 kN (1,710,000 lbf) se publicó finalmente el 30 de abril de 2016. El empuje del Merlin 1D en vacío ha aumentado por el subenfriamiento del combustible. El nuevo motor de segunda etapa fue optimizado para un mayor rendimiento en el vacío a través de modificaciones como una boquilla de escape más grande y un sistema de control de actitud mejorado. El empuje de la segunda etapa es ahora de 934 kN (210.000 lbf). Reducción de pequeñas masas.
miniaturadeimagen|derecha|Propulsor Falcon 9 Full Thrust con Cápsula Dragon en zona de lanzamiento en abril de 2016
El diseño modificado ganó 1,2 m adicionales en altura, alcanzando exactamente 70 m incluyendo el carenado de la carga útil(cofia) cuando se utilizan los carenados (la versión de la cápsula del Dragon es algo más corta), a la vez que aumenta el rendimiento general un 33 por ciento. El nuevo motor de primera etapa tiene una relación peso-empuje mucho mayor. Las versiones lanzadas en 2017 han incluido un sistema de recuperación experimental para el carenado de la carga útil(cofia). El 30 de marzo de 2017, SpaceX por primera vez recuperó la cofia de la misión SES-10, gracias a los propulsores y un paracaídas orientable ayudando a realizar un aterrizaje suave en el agua.