Falcon 9 Block 4

Le Block 4 est la seule des cinq étapes du Falcon 9 — v1.0, v1.1, Full Thrust (aussi appelée Block 3 ou v1.2), Block 4 et Block 5 — à ne pas être née d'une refonte présentée publiquement, mais d'une appellation interne. En 2017, SpaceX commença à faire voler des modifications progressives de la Full Thrust et les regroupa sous ce nom. Les sources le décrivent comme une transition entre la Full Thrust « Block 3 » et le Block 5, que la société annonça la même année : il comprenait des améliorations progressives de la poussée des moteurs menant à la valeur finale du Block 5, ainsi que d'autres petites améliorations. La liste des lancements l'appelle « la mise à niveau connue officieusement sous le nom de Block 4 », et la liste des propulseurs le définit comme une version d'essai qui introduisit du nouveau matériel, comme les ailerons grillagés en titane, repris ensuite sur le Block 5. Ce n'était pas une destination ; c'était la route.

Le plus singulier du Block 4 est la manière dont il entra en service. Au début, SpaceX ne porta au standard Block 4 que le second étage et le fit voler sur des premiers étages encore Block 3. Cela eut lieu lors de trois missions : NROL-76, pour le National Reconnaissance Office américain, le 1er mai 2017 ; le satellite de communications Inmarsat-5 F4 le 15 mai ; et Intelsat 35e le 5 juillet. Lors de cette dernière, selon la liste des lancements, des améliorations des moteurs Merlin permirent à un satellite initialement destiné à un Falcon Heavy de voler sur un Falcon 9 non réutilisable, sans tentative de récupération du premier étage ; la fusée le plaça sur une orbite supersynchrone avec un apogée de 43 000 km, au-dessus des 28 000 km requis. Ce mélange de configurations explique que la date de débuts dépende de ce que l'on entend par « Block 4 » : le second étage vola en mai, le véhicule complet en août.

Le 14 août 2017, la mission de ravitaillement CRS-12 vers la Station spatiale internationale décolla du Launch Complex 39A du Kennedy Space Center : premier vol de la conception Block 4 complète, premier et second étages ensemble. Le premier étage B1039 propulsa une capsule Dragon transportant 2 349 kg de fret pressurisé et 961 kg de fret non pressurisé — 3 310 kg sans compter le vaisseau — dont le détecteur de rayons cosmiques CREAM et les nanosatellites de la mission éducative ELaNa 22. Ce fut aussi le dernier vol d'un Dragon neuf, et l'étage revint se poser sur la Landing Zone 1 de Cap Canaveral.

La liste des propulseurs recense sept premiers étages Block 4, de B1039 à B1045, qui effectuèrent douze vols à eux tous : 1,7 par propulseur, contre 27 vols avec 18 cœurs (1,5 par propulseur) pour les Blocks 1 à 3. Après CRS-12 vinrent, à raison d'un par nouveau cœur, l'avion spatial X-37B pour sa mission OTV-5 au profit de l'Air Force le 7 septembre 2017 (B1040, atterrissage à terre), la télémétrie du second étage étant omise de la retransmission car la mission était classifiée ; dix satellites Iridium NEXT depuis Vandenberg le 9 octobre (B1041), 9 600 kg de charge utile, atterrissage sur la barge Just Read the Instructions ; Koreasat 5A, premier satellite sud-coréen lancé par SpaceX, le 30 octobre (B1042), récupéré sur la barge Of Course I Still Love You, bien qu'un petit incendie sous l'étage après le toucher ait suscité des conjectures sur des dommages aux moteurs, et ce propulseur fut retiré sans revoler ; la mission gouvernementale classifiée Zuma le 8 janvier 2018 (B1043), 17e récupération réussie consécutive, au milieu de rumeurs selon lesquelles la charge utile aurait été perdue, auxquelles SpaceX répondit que sa fusée avait fonctionné nominalement ; Hispasat 30W-6 le 6 mars 2018 (B1044), avec 6 092 kg le plus gros satellite que SpaceX eût lancé jusque-là, « presque de la taille d'un autobus », dont l'atterrissage sur barge fut annulé pour cause de mauvais temps et remplacé par une descente contrôlée dans l'Atlantique ; et le télescope de chasse aux exoplanètes TESS de la NASA le 18 avril 2018 (B1045), première mission scientifique de haute priorité de la NASA lancée par SpaceX, avec atterrissage sur barge. Les douze missions sont répertoriées comme des succès de lancement.

SpaceX limita délibérément les propulseurs Block 3 et Block 4 à deux missions chacun, pendant qu'elle préparait un Block 5 conçu pour dix vols avec un minimum d'inspection. Cinq des sept cœurs Block 4 volèrent une seconde fois, et aucun de ces seconds vols ne récupéra l'étage. B1041 relança dix satellites Iridium NEXT le 30 mars 2018 sans tentative d'atterrissage, en utilisant la descente contrôlée pour tester des options de récupération. B1039 revint le 2 avril pour CRS-14, 2 647 kg de fret dans un Dragon lui-même réutilisé, et fut sacrifié après avoir recueilli des données sur les profils de rentrée. B1043 lança cinq satellites Iridium NEXT et les deux engins GRACE-FO le 22 mai, 6 460 kg en tout, avec un délai de rotation record de 4,5 mois pour l'époque. B1040 lança le SES-12 de 5 384 kg le 4 juin en mode non réutilisable, sous un second étage déjà Block 5, qui l'envoya sur une orbite de transfert supersynchrone avec un apogée de 58 000 km. Le programme de réutilisation résume la période : les Blocks 3 et 4 prouvèrent qu'il était économiquement faisable de faire voler chaque propulseur deux fois, et début 2018 des profils de rentrée agressifs furent testés sur des exemplaires sacrifiés des deux blocs pour sonder les marges que le Block 5 allait exploiter.

Le dernier vol du Block 4 fut CRS-15, le 29 juin 2018 : B1045 transporta 2 697 kg de fret vers la station, dont l'expérience ECOSTRESS et la plateforme MISSE-FF 2, après un délai de rotation record de 2,5 mois depuis son vol de TESS, qui tint jusqu'en février 2020, et fut sacrifié dans l'Atlantique sans jambes de train ni ailerons grillagés. Le Block 5 avait fait ses débuts le 11 mai avec le satellite Bangabandhu-1, et CRS-15 acheva la transition vers une flotte entièrement Block 5. Aujourd'hui, tous les étages Block 4 sont répertoriés comme retirés ou sacrifiés. La documentation ne fournit aucune donnée de poussée, de masse ou de capacité propre au Block 4 : les données de référence restent celles de la Full Thrust, ce qui est cohérent avec le fait que SpaceX ne l'ait jamais traité comme un produit distinct.