Falcon 9

Le Falcon 9 a fait ses débuts le 4 juin 2010 et a transformé l'accès à l'espace : en décembre 2015, il a réalisé le premier atterrissage propulsif d'un premier étage orbital, et depuis lors la réutilisation est la norme de la famille.

SpaceX a annoncé le Falcon 9 en octobre 2005, alors qu'elle n'avait pas encore atteint l'orbite avec son petit Falcon 1, et avait promis de le lancer dans la première moitié de 2007 ; le premier vol n'arriverait qu'en 2010. L'entreprise avait auparavant envisagé un échelon intermédiaire, le Falcon 5, et a abandonné cette voie pour passer directement à un lanceur à neuf moteurs. Le nom de la famille vient du Faucon Millenium de La Guerre des étoiles.

L'impulsion décisive est venue de la NASA. Le programme commercial de fret — l'accord COTS signé en 2006, sous la forme juridique d'un Space Act Agreement pour « développer et démontrer un service commercial de transport orbital » — a financé à la fois la fusée et la capsule Dragon par des paiements par jalons : 278 millions de dollars pour trois vols de démonstration, portés ensuite à 396 millions. En 2008, SpaceX a en outre remporté un contrat de Services commerciaux de ravitaillement (CRS) de 1,6 milliard de dollars et un minimum de douze missions vers la Station spatiale internationale, encaissables seulement après l'achèvement des démonstrations. Le pari de l'agence consistant à acheter du transport plutôt qu'à posséder des fusées s'est révélé bon marché : en 2011, SpaceX a chiffré le développement du Falcon 9 v1.0 à environ 300 millions de dollars, tandis que la NASA estimait que la voie traditionnelle lui aurait coûté 3 600 millions, et un rapport de l'agence elle-même a évalué la dépense à environ 4 000 millions contre 1 700 millions pour un développement « plus commercial ». En 2014, SpaceX a déclaré que l'ensemble Falcon 9 plus Dragon avait coûté 396 millions apportés par la NASA et plus de 450 millions de fonds propres.

Le Falcon 9 est un lanceur à deux étages qui brûle de l'oxygène liquide et du kérosène de qualité fusée (RP-1) dans les deux. Le premier étage embarque neuf moteurs Merlin 1D disposés dans la configuration que SpaceX appelle Octaweb ; le second, un unique Merlin 1D Vacuum à tuyère longue ou courte. L'allumage est assuré par un mélange pyrophorique de triéthylaluminium et de triéthylborane (TEA-TEB), qui s'enflamme au contact sans besoin d'étincelle.

Les réservoirs sont en alliage aluminium-lithium, soudés par friction-malaxage, avec le réservoir d'oxygène en monocoque et celui de carburant en construction peau et lisses. Le réservoir du second étage est une version plus courte de celui du premier et partage l'outillage, le matériau et les techniques de fabrication, un choix de conception qui réduit le coût de production. L'interétage qui les relie est une structure composite en fibre de carbone à âme en aluminium, avec des pinces de séparation réutilisables et un système pneumatique de poussée ; la conception d'origine comptait douze points d'ancrage, réduits à trois sur la v1.1.

La coiffe protège les charges qui ne voyagent pas dans une Dragon : elle mesure 13 m de long et 5,2 m de diamètre, pèse environ 1 900 kg et est faite d'une peau en fibre de carbone sur une âme en nid d'abeille d'aluminium. Elle est conçue et fabriquée à Hawthorne, et a été testée en 2013 à l'installation Plum Brook de la NASA, où ont été reproduits en chambre à vide le choc acoustique, la vibration mécanique du lancement et les décharges électrostatiques sur un exemplaire grandeur nature.

Le contrôle de vol repose sur des ordinateurs redondants tolérants aux pannes, avec un logiciel écrit en C++ sous Linux et des composants commerciaux protégés par conception contre les radiations plutôt que des pièces durcies. Chaque étage possède ses propres ordinateurs de vol, et chaque Merlin son propre contrôleur : trois ordinateurs qui votent entre eux, chacun doté de deux processeurs qui surveillent en permanence les deux autres du trio. Les propulseurs récupérables sont équipés de quatre pieds d'atterrissage déployables à la base et d'ailerons-grilles qui se déploient après la séparation des étages ; ceux en aluminium des premières Full Thrust ont cédé la place à d'autres en titane, coulés et découpés d'une seule pièce, plus grands, avec une meilleure autorité de contrôle, capables de survivre à la chaleur de la rentrée et d'être réutilisés indéfiniment avec un entretien minimal. Les propulseurs destinés à être perdus volent sans pieds ni ailerons.

Le Merlin est un moteur à cycle générateur de gaz alimenté par turbopompe. La version 1D a été développée entre 2011 et 2012 avec trois objectifs déclarés — fiabilité, performances et facilité de fabrication — et a volé pour la première fois en 2013. Ses objectifs initiaux de 2011 étaient de 690 kN de poussée dans le vide ; en novembre 2013, Elon Musk a affirmé que le moteur fonctionnait à 85 % de son potentiel et qu'ils espéraient porter la poussée au niveau de la mer à environ 730 kN avec un rapport poussée-poids de 180. En mai 2016, SpaceX a annoncé une amélioration à 914 kN dans le vide et 845 kN au niveau de la mer, avec laquelle le Falcon 9 atteindrait environ 22 tonnes en orbite basse en configuration non réutilisable ; en mai 2018, avec l'entrée en service du Block 5, elle a confirmé que le chiffre de 845 kN avait été atteint. Chaque Merlin du Block 5 délivre 854 kN de poussée.

La variante à vide, le Merlin 1D Vacuum, a été développée pour le second étage de la v1.1 et du Falcon Heavy. En 2020, sa poussée était de 981 kN avec une impulsion spécifique de 348 secondes, la plus élevée jamais atteinte par un moteur américain à hydrocarbure.

Le Falcon 9 v1.0 était un lanceur non réutilisable développé entre 2005 et 2010, qui a volé cinq fois, toutes avec succès, jusqu'à son retrait en 2013. Il mesurait 53 m de haut et 3,66 m de diamètre, pour une masse au décollage de 318 tonnes. Son premier étage montait neuf Merlin 1C dans une grille de 3 × 3, chacun délivrant 556 kN au niveau de la mer, pour une poussée totale au décollage d'environ 5 000 kN. Le second étage embarquait un seul Merlin 1C adapté au vide, avec un rapport d'expansion de 117:1 et une durée de combustion nominale de 345 secondes, et utilisait des propulseurs à azote gazeux comme système de contrôle d'attitude. Il plaçait entre 8 500 et 9 000 kg en orbite basse depuis Cap Canaveral et 3 400 kg en orbite de transfert géostationnaire. Il n'a jamais volé avec une coiffe : ses cinq missions ont transporté le vaisseau Dragon.

Les premières tentatives de récupération — un bouclier thermique léger en liège ablatif et des parachutes — ont échoué face à la contrainte aérodynamique et à l'échauffement de la rentrée. En 2011, SpaceX a ouvert un programme formel de développement d'un Falcon 9 réutilisable, centré d'abord sur le premier étage.

La v1.1, qui a volé pour la première fois en septembre 2013, était 60 % plus lourde et délivrait 60 % de poussée en plus que la v1.0. Ses neuf Merlin 1D ont été réorganisés selon le schéma octogonal Octaweb pour simplifier la fabrication, et les réservoirs ont gagné 60 % en longueur, ce qui a rendu la fusée plus sensible à la flexion en vol. Le premier étage offrait 5 885 kN au niveau de la mer, montant à 6 672 kN à mesure que le propulseur quittait l'atmosphère, avec une combustion nominale de 180 secondes. Le système de séparation est passé de douze points d'ancrage à trois, et l'avionique et le logiciel ont été mis à jour.

Le résultat a été de faire passer la capacité de 9 000 kg à 13 150 kg en orbite basse et à 4 850 kg en transfert géostationnaire, avec 68,4 m de haut et 506 tonnes au décollage. La présidente de SpaceX, Gwynne Shotwell, a reconnu que la v1.1 disposait d'environ 30 % de capacité en plus de celle publiée dans le tarif : cette marge était réservée pour permettre le retour des étages par rentrée propulsée. Les lignes d'ergol de l'allumeur du second étage ont ensuite été isolées pour permettre des rallumages dans l'espace après de longues phases de vol balistique, et sur les derniers vols ont été ajoutés quatre pieds déployables en fibre de carbone et nid d'abeille d'aluminium pour tenter des atterrissages. Son vol inaugural a emporté un petit satellite, le CASSIOPE de 500 kg, et a été le premier depuis Vandenberg et la première tentative de retour propulsif de l'étage.

La mise à jour Full Thrust — également connue sous les noms de FT, v1.2 ou Block 3 — a introduit des changements majeurs en décembre 2015. Le plus important a été le sous-refroidissement des ergols pour augmenter leur densité, ce qui a permis 17 % de poussée supplémentaire ; par ailleurs, le système de séparation des étages a été amélioré, le second étage a été allongé pour loger plus d'ergol, et les entretoises retenant les bouteilles d'hélium — soupçonnées d'être à l'origine de l'échec du vol 19 — ont été renforcées. Avec 70 m de haut et 549 tonnes au décollage, cette version emportait 22 800 kg en orbite basse et 8 300 kg en transfert géostationnaire en configuration non réutilisable, et environ 5 300 kg en GTO en réutilisant l'étage. La charge réelle était limitée à 10 886 kg par la limite structurelle de l'adaptateur de charge utile.

La Full Thrust a été la première avec un premier étage véritablement réutilisable, développé avec les systèmes et le logiciel testés sur les prototypes. Les projets de réutiliser également le second étage ont été abandonnés : le poids du bouclier thermique et de l'équipement associé rognait trop la charge utile. Cette version a introduit le Système autonome de sécurité en vol (AFSS), qui a remplacé le personnel et l'équipement de terminaison de vol au sol par une logique de décision et de navigation embarquée ; inauguré lors du lancement de CRS-10 en février 2017, il a été utilisé sur tous les lancements postérieurs au 16 mars. En juin 2017, le second lot de dix satellites Iridium NEXT a déjà volé avec les ailerons-grilles en titane.

Le Block 4, introduit en 2017, a constitué une transition : au début, seul le second étage a été modifié, volant sur des premiers étages Block 3 lors de NROL-76 et Inmarsat-5 F5 en mai 2017 et d'Intelsat 35e en juillet. La conception complète, avec les deux étages en Block 4, a fait ses débuts lors de la mission CRS-12 le 14 août 2017, et a intégré les augmentations incrémentales de poussée qui déboucheraient sur le Block 5.

En octobre 2016, Musk a décrit le Block 5 comme un ensemble de « nombreux raffinements mineurs qui, réunis, sont importants », les plus significatifs étant la poussée accrue et les pieds améliorés ; en janvier 2017, il a ajouté qu'il « améliore notablement les performances et la facilité de réutilisation ». Le vol inaugural a eu lieu le 11 mai 2018 avec le satellite Bangabandhu-1.

Ses chiffres décrivent une fusée mature. Le premier étage mesure 42,6 m et le second 12,6 m, tous deux avec 3,7 m de diamètre. Le premier pèse 22 200 kg à vide et 433 100 kg chargé, avec une capacité de 287 400 kg d'oxygène liquide sous-refroidi et 123 500 kg de RP-1 ; le second, 4 000 kg à vide et 111 500 kg chargé, avec 75 200 kg d'oxygène et 32 300 kg de kérosène. Les neuf Merlin 1D totalisent 7 607 kN et le Merlin Vacuum du second étage, 934 kN. Les tuyères sont orientables, avec un rapport d'expansion de 16:1 en bas et 165:1 en haut. Les deux étages peuvent être rallumés : le premier avec seulement trois moteurs, pour les manœuvres de retour, de rentrée et d'atterrissage ; le second, avec des allumeurs pyrophoriques TEA-TEB doubles redondants. Les réservoirs sont pressurisés à l'hélium chauffé. La capacité déclarée est d'au moins 22 800 kg en orbite basse en mode non réutilisable et d'au moins 17 400 kg en réutilisant l'étage — la charge la plus lourde explicitement confirmée —, et d'au moins 8 300 kg en GTO non réutilisable contre 5 800 kg en mode réutilisable.

SpaceX a envisagé dès le départ de réutiliser les deux étages. Les premiers étages des vols initiaux étaient équipés de parachutes et d'une couche de liège ablatif, résistants à la corrosion saline, qui n'ont survécu ni à la contrainte aérodynamique ni à l'échauffement. Fin 2011, l'entreprise a abandonné les parachutes au profit de la descente propulsée et a finalisé la conception en février 2012.

Les atterrissages propulsés ont d'abord été testés avec le Grasshopper, un démonstrateur suborbital à basse altitude et basse vitesse qui, entre 2012 et 2013, a réalisé huit atterrissages verticaux, dont un vol aller-retour de 79 secondes jusqu'à 744 m d'altitude. En mars 2013, SpaceX a annoncé qu'à partir du premier vol de la v1.1, tous les propulseurs seraient équipés pour la descente propulsée.

Lors du vol 6, en septembre 2013, l'étage devait freiner avec un allumage de rentrée puis un autre juste avant de toucher l'eau. Bien que ce ne fût pas un succès complet, l'étage est parvenu à changer de direction et à entrer de façon contrôlée dans l'atmosphère ; lors de l'allumage final, les propulseurs de contrôle n'ont pas pu vaincre une rotation induite aérodynamiquement, et la force centrifuge a privé le moteur de carburant, qui s'est éteint prématurément. Après quatre essais supplémentaires au-dessus de l'océan, le propulseur de CRS-5 a tenté en janvier 2015 d'atterrir sur la plateforme flottante autonome : il incorporait pour la première fois sur une mission orbitale les ailerons-grilles, s'est guidé avec succès jusqu'au navire et s'est écrasé sur le pont après avoir manqué de fluide hydraulique. En avril 2015, lors de CRS-6, une vanne bipropergol s'est bloquée et le système de contrôle n'a pas réagi à temps.

Le 21 décembre 2015, lors du vol 20 — la mission Orbcomm OG-2 —, un premier étage a atterri pour la première fois sur une plateforme au sol près du site de lancement. C'était la première fois dans l'histoire qu'un premier étage de lanceur orbital réussissait un atterrissage vertical contrôlé après avoir accompli sa mission. Le premier atterrissage réussi sur une barge autonome a eu lieu en avril 2016, lors de la mission CRS-8, sur le Of Course I Still Love You. Entre 2013 et 2016, seize vols d'essai ont été réalisés, dont six se sont soldés par un atterrissage en douceur et la récupération du propulseur. Depuis janvier 2017, à quelques exceptions près — le corps central du vol d'essai du Falcon Heavy, la mission STP-2, le ravitaillement CRS-16 et quelques missions Starlink —, toutes les tentatives d'atterrissage ont réussi. Deux propulseurs ont été perdus en mer après avoir atterri : le corps central d'Arabsat-6A et le B1058 après un vol Starlink.

Le premier revol opérationnel d'un propulseur déjà utilisé a été celui du B1021 en mars 2017, avec la mission SES-10, après avoir volé sur CRS-8 en avril 2016 ; il a été retiré après son second atterrissage. En juin 2017, le B1029 a emporté BulgariaSat-1 vers la GTO après une mission Iridium NEXT en janvier de la même année. Le troisième revol a eu lieu en novembre 2018 avec SSO-A, dont le corps, le B1046, avait été le premier Block 5 fabriqué et avait inauguré la version avec Bangabandhu-1. En mai 2021, un propulseur a atteint dix missions, et au 30 juillet 2026 le record était de 36 vols pour un même exemplaire, avec 598 atterrissages réussis au total.

La coiffe est également récupérée. SpaceX a développé des demi-coiffes équipées de parachutes dirigeables et de propulseurs de contrôle : la première a été récupérée dans l'eau après un amerrissage en douceur en mars 2017, à la suite de SES-10. A suivi un système de capture en l'air avec deux navires équipés d'immenses filets, qui ont réalisé leurs premières captures en 2019 ; face à des résultats inégaux, l'entreprise est revenue à l'amerrissage et à la récupération dans l'eau. Depuis 2019, les coiffes sont conçues pour rentrer dans l'atmosphère et revoler. Le second étage, en revanche, a été considéré comme perdu d'avance : fin 2014, SpaceX a conclu que la masse du bouclier thermique, des moteurs d'atterrissage et du reste de l'équipement était prohibitive, et a abandonné l'effort.

Au 30 juillet 2026, le Falcon 9 totalisait 668 missions pleinement réussies sur 671, soit 99,6 %, avec deux échecs en vol, un succès partiel et une destruction avant le lancement. Le Block 5 à lui seul affichait 99,8 % (614 sur 615). La comparaison avec la concurrence historique est éloquente : la famille Soyouz comptait 1 880 lancements avec 95,1 % de réussite, la série Proton 425 avec 88,7 %, l'Ariane 5 européenne 117 avec 95,7 % et le chinois Longue Marche 3B 85 avec 95,3 %.

La séquence de lancement inclut une retenue au sol qui permet d'allumer les moteurs et de vérifier les systèmes avant de libérer la fusée — le même principe qu'utilisaient la Saturn V et la navette —, avec extinction automatique et vidange de l'ergol si une anomalie est détectée. Le véhicule dispose d'ordinateurs de vol et d'une navigation inertielle triplement redondants, avec correction par GPS.

Le premier signal d'alerte est arrivé tôt et sous forme de succès partiel : lors de CRS-1, en octobre 2012, le moteur numéro 1 a perdu de la pression à 79 secondes et s'est éteint. Le premier étage a brûlé 28 secondes de plus que prévu et le second, 15 secondes supplémentaires pour compenser, ce qui a réduit les réserves de carburant et fait chuter de 99 % à 95 % la probabilité d'accomplir la mission secondaire ; la NASA, qui contrôlait contractuellement plusieurs points de décision, a refusé à SpaceX le rallumage du second étage, et la charge secondaire est rentrée dans l'atmosphère. La mission principale, en revanche, a été accomplie : ce fut la démonstration pratique de la capacité à perdre un moteur et continuer à voler, un trait hérité de la philosophie de la famille Saturn. Les Merlin 1D ont subi deux extinctions prématurées en ascension — en mars 2020, à cause d'isopropanol mal purgé après un nettoyage, et en février 2021, à cause de gaz chauds entrés dans un moteur par un trou de fatigue dans son carénage — ; aucune n'a affecté la mission principale, mais toutes deux ont compromis l'atterrissage.

L'échec grave est survenu le 28 juin 2015 avec CRS-7, le dix-neuvième vol du Falcon 9 et le quatorzième de la v1.1. Le véhicule s'est désintégré à 139 secondes, peu avant la séparation des étages : un nuage de vapeur blanche est apparu, suivi d'une chute rapide de pression dans le réservoir d'oxygène liquide du second étage. La capsule Dragon a été éjectée et a continué à transmettre des données jusqu'à son impact dans l'océan ; SpaceX a indiqué qu'elle aurait pu être récupérée si les parachutes s'étaient déployés, mais la version du logiciel embarqué ne prévoyait pas ce scénario. L'enquête a attribué l'accident à la défaillance d'une entretoise retenant une bouteille d'hélium à haute pression à l'intérieur du réservoir d'oxygène : le récipient s'est détaché et a heurté le dôme supérieur du réservoir. Le rapport de SpaceX a indiqué que le boulon en acier inoxydable était certifié pour une charge de 10 000 livres et a cédé à 2 000.

Un peu plus d'un an plus tard, le 1er septembre 2016, le véhicule qui devait lancer le satellite israélien AMOS-6 — cela aurait été le vol 29 — a explosé sur le pas de tir pendant les préparatifs d'un essai d'allumage statique, entraînant la perte de la fusée et de la charge utile. Il n'y a eu aucun blessé. SpaceX a publié la cause le 2 janvier 2017 : le revêtement interne de plusieurs réservoirs à pression à enveloppe composite (COPV) s'était plissé, provoquant des perforations par lesquelles a pénétré de l'oxygène liquide ou solide.

La cadence extrême a apporté son propre lot de problèmes à partir du milieu de 2024. En juillet de cette année-là, le moteur de l'étage supérieur a connu une défaillance lors du lancement du groupe Starlink 9-3, entraînant la perte des vingt satellites et une immobilisation de la flotte de deux semaines imposée par la FAA. En août, un propulseur a basculé et a été détruit à l'atterrissage après un lancement par ailleurs réussi, le premier atterrissage raté en plus de trois ans. En septembre, après la mission Crew-9, l'étage supérieur a de nouveau connu une défaillance lors de l'allumage de désorbitation et est rentré hors de sa zone prévue, dix jours avant la fenêtre de lancement de la sonde Europa Clipper de la NASA, qui exigeait deux allumages de ce même étage ; l'agence a participé à l'enquête et a convoqué son propre comité indépendant. Europa Clipper a décollé sans incident le 14 octobre. En février 2025, un autre étage supérieur n'a pas pu exécuter sa désorbitation après le groupe Starlink 11-4 et est resté deux semaines en orbite avant de rentrer sans contrôle près de Poznań, en Pologne, en raison d'une fuite d'oxygène liquide analogue à celle de juillet 2024 ; en mars, un autre propulseur a été perdu, incendié et renversé après avoir atterri sur la barge à cause d'une fuite de carburant dans un moteur pendant l'ascension. Le comité consultatif de sécurité aérospatiale de la NASA a averti dans son rapport annuel 2024 que le rythme des lancements pouvait « interférer avec le jugement sensé, l'analyse délibérée et la mise en œuvre soigneuse des actions correctives », tout en saluant la transparence de l'entreprise.

Le Falcon 9 est qualifié pour le vol habité et transporte des astronautes de la NASA vers la Station spatiale internationale. Le premier vol de la Crew Dragon, sans équipage, a été la mission Demo-1, lors du vol 69 du lanceur. L'étape décisive est arrivée avec Demo-2 : le 30 mai 2020, lors du vol 85, un Falcon 9 a placé en orbite la capsule Endeavour avec les astronautes Doug Hurley et Bob Behnken à bord. Ce fut le premier vol orbital habité lancé depuis les États-Unis depuis la dernière mission de la navette en 2011, le premier opéré par un prestataire commercial et le premier vol orbital de deux personnes depuis les États-Unis depuis STS-4 en 1982.

L'amarrage, autonome mais supervisé par l'équipage, a eu lieu le 31 mai, dix-neuf heures après le lancement ; après la capture en douceur, douze crochets se sont fermés pour compléter la capture dure onze minutes plus tard. Hurley et Behnken ont travaillé 62 jours aux côtés de l'Expédition 63 — Behnken a réalisé quatre sorties extravéhiculaires avec Chris Cassidy pour remplacer des batteries —, et l'Endeavour s'est désamarrée de façon autonome le 1er août 2020. Demo-2 a achevé la validation des opérations habitées avec du matériel SpaceX et a donné à la capsule sa certification pour le vol humain. En septembre 2021, la mission Inspiration4, lors du vol 126, a été le premier vol orbital entièrement privé.

Outre la qualification pour le vol habité, le Falcon 9 est certifié pour le programme de Lancement de sécurité nationale, et le Programme de services de lancement de la NASA le classe en « Catégorie 3 » (risque faible), celle qui permet de lui confier les missions les plus coûteuses, importantes et complexes de l'agence.

La liste des premières du Falcon 9 résume la décennie. Le vol 1, en juin 2010, a emporté une unité de qualification de la Dragon. Le vol 3, avec la Dragon C2+, a été la première livraison de fret à la Station spatiale internationale. Le vol 7 a emporté SES-8, premier satellite en orbite de transfert géostationnaire ; le 9, lors de CRS-3, a inauguré les pieds d'atterrissage et réalisé la première descente contrôlée jusqu'à se poser verticalement sur l'océan ; le 15 a placé l'observatoire DSCOVR dans la région L1 du système Soleil-Terre. Après les atterrissages des vols 20 et 23, le vol 30 (CRS-10) a inauguré le complexe LC-39A, le 32 (SES-10) a ajouté le premier revol et la première récupération de coiffe, et le 41 a lancé l'avion spatial X-37B lors de sa cinquième mission. Le vol 129 a emporté la sonde DART, première mission de défense planétaire contre un astéroïde proche, et le 134 (CRS-24) a marqué le centième atterrissage.

Les charges les plus lourdes envoyées en orbite de transfert géostationnaire ont été Intelsat 35e, avec 6 761 kg, placé sur une orbite supersynchrone avantageuse, et Telstar 19V, avec 7 075 kg, sur une GTO de moindre énergie et à un apogée bien inférieur à l'altitude géostationnaire. Le 24 janvier 2021, la mission Transporter-1 — vol 106 — a établi le record du nombre de satellites lancés par une seule fusée, avec 143 à bord.

L'essentiel des lancements est aujourd'hui assuré par SpaceX elle-même. Starlink, la constellation internet par satellites en orbite basse, comptait en juin 2026 environ 10 413 satellites, dont 10 397 opérationnels, communiquant avec des terminaux utilisateurs et des stations au sol ; en août 2026, la flotte active s'élevait à 10 895 unités réparties entre les deux générations de matériel. Déployer un tel essaim a transformé le lancement orbital en une opération presque routinière et explique la cadence sans précédent du Falcon 9, qui cumule plus de lancements que tout autre lanceur en activité. La seconde génération de satellites, cependant, ne tient pas dans le Falcon 9 : SpaceX a déclaré en 2022 que les Gen2 sont trop volumineux et nécessitent le Starship.

SpaceX exploite deux programmes réguliers de lancement partagé pour petits satellites. Transporter, lancé en 2021, vole en orbite héliosynchrone avec des inclinaisons proches de 90°, dessert surtout des charges d'observation de la Terre et décolle depuis Vandenberg environ tous les quatre mois. Bandwagon, débuté en 2024, donne accès à des inclinaisons moyennes d'environ 45° avec des missions tous les six mois depuis Cap Canaveral.

Comme ces missions déposent de nombreux satellites sur une orbite de livraison unique, une bonne partie des clients recourt à des véhicules de transfert orbital tiers — Momentus avec son Vigoride, D-Orbit avec l'ION Satellite Carrier ou Exolaunch — qui se séparent de l'étage supérieur et amènent chaque charge à son altitude et son inclinaison définitives. La mission Vigoride-7, sur Transporter-16, a démontré l'usage de bus de haute puissance pour des charges gouvernementales complexes de la DARPA et de la NASA. Pour les satellites de 500 à 2 500 kg, SpaceX propose en outre la position de « cake topper », au sommet de la pile, celle qu'occuperait une charge principale lors d'un lancement classique. En 2025, le prix de départ était de 300 000 dollars pour 50 kg en orbite héliosynchrone. La combinaison d'une cadence élevée et d'un prix bas a fait de SpaceX le fournisseur dominant du marché des petits satellites et a compliqué la vie des opérateurs de micro-lanceurs dédiés.

Le Falcon 9 décolle depuis trois complexes orbitaux : le SLC-40 de la base de la Force spatiale de Cap Canaveral, en Floride, opérationnel depuis 2007 ; le SLC-4E de la base Vandenberg, en Californie, depuis 2013 ; et le LC-39A du centre spatial Kennedy, en Floride, depuis 2017. Chacun a son rôle : le SLC-40 est le pas de tir à haut volume pour les orbites à inclinaison moyenne, entre 28,5° et 55° ; le SLC-4E est optimisé pour les orbites polaires très inclinées, entre 66° et 145° ; et le LC-39A est réservé aux missions complexes, comme les vols de la Crew Dragon ou du Falcon Heavy, bien qu'en 2024 le SLC-40 ait aussi été adapté à la Crew Dragon comme solution de secours. Le 21 avril 2023, la Force spatiale a autorisé SpaceX à louer le complexe SLC-6 de Vandenberg, qui sera son quatrième pas de tir orbital et permettra de lancer le Falcon Heavy depuis la côte ouest.

Lors du vol inaugural de 2010, le prix annoncé d'un lancement commercial avec la v1.0 était de 49,9 à 56 millions de dollars. Il a ensuite augmenté au rythme de l'inflation : 54 à 59,5 millions en 2012, 56,5 millions pour la v1.1 en 2013, 61,2 millions en 2014, 62 millions pour la Full Thrust en 2016 et 74 millions pour le Block 5 en 2026. Les contrats publics sont plus chers : une mission de fret Dragon vers la Station spatiale coûtait 133 millions à prix fixe avec la NASA, la mission DSCOVR pour la NOAA 97 millions, et les lancements de l'armée de l'air américaine 95 millions en 2020 en raison des exigences de sécurité supplémentaires. Cette différence a conduit en 2020 le directeur de Roscosmos, Dmitri Rogozine, à accuser SpaceX de dumping sur le marché commercial.

En interne, le coût d'un lancement était estimé en 2024 entre 15 et 28 millions de dollars en comptant le personnel, la remise en état, l'assemblage, les opérations et l'amortissement des installations ; le second étage, qui n'est pas récupéré, est le poste le plus coûteux, avec 12 millions de coût de production selon la directrice des opérations de l'entreprise. Le débat sur la rentabilité de la réutilisation a été public : le PDG d'ULA, Tory Bruno, calculait que chaque propulseur devrait voler dix fois pour amortir le surcoût de conception et d'exploitation d'une fusée réutilisable, tandis que Musk soutenait que la récupération et la remise en état coûtent moins de 10 % et que le seuil de rentabilité est atteint dès le second vol, avec une économie substantielle dès le troisième.

La chute des prix a poussé les concurrents à repenser leur offre : Arianespace a sorti l'Ariane 6, ULA a développé le Vulcan Centaur et Roscosmos s'est replié sur le Proton-M.

Le Falcon 9 a démontré que la réutilisation propulsive fonctionne techniquement et commercialement, et a obligé toute l'industrie — de l'Europe à la Chine — à repenser ses lanceurs autour de cette idée. Il a fait de l'atterrissage d'une fusée orbitale une image du quotidien, a rendu aux États-Unis la capacité d'envoyer des personnes dans l'espace, et soutient à lui seul la plus grande constellation de satellites de l'histoire. Peu de machines ont autant repoussé la frontière du possible dans l'espace depuis la navette spatiale.