Falcon 9 v1.0

SpaceX avait d'abord envisagé un véhicule intermédiaire à cinq moteurs, le Falcon 5, comme étape naturelle après le Falcon 1. En 2005, l'entreprise a annoncé qu'elle sautait directement à un lanceur à neuf moteurs, le Falcon 9, dont le nom — comme le reste de la famille — vient du Faucon Millenium de La guerre des étoiles et dont le chiffre reflète les moteurs du premier étage. La logique était double : neuf Merlin offraient une capacité pour des charges utiles commerciales moyennes et, surtout, permettaient de perdre un moteur à l'ascension sans perdre la mission. Cette redondance, héritée du Saturn I, définit le Falcon 9 depuis sa toute première version.

La v1.0 mesurait 54,9 m de haut et 3,7 m de diamètre, pour une masse au décollage de 333 400 kg et deux étages. Les neuf moteurs Merlin 1C du premier étage étaient disposés en grille carrée de trois par trois, une configuration que seule cette version a utilisée : à partir de la v1.1, SpaceX est passée à l'« octaweb », avec huit moteurs en cercle et un moteur central. Le second étage embarquait un unique Merlin 1C Vacuum de 617 kN, doté d'une tuyère d'expansion adaptée au vide. Les propergols étaient du kérosène raffiné RP-1 et de l'oxygène liquide, la même combinaison que continue d'utiliser la famille. Le premier étage brûlait pendant environ 170 secondes et le Merlin 1C offrait une impulsion spécifique de 275 s au niveau de la mer et de 304 s dans le vide.

La capacité déclarée était de 10 450 kg en orbite terrestre basse et 4 540 kg en orbite de transfert géostationnaire, des chiffres que la v1.0 n'a jamais atteints : tous ses vols sont restés en dessous de ce plafond, avec la capsule Dragon comme charge principale.

Le vol inaugural a décollé le 4 juin 2010 depuis Cap Canaveral avec une unité de qualification de la Dragon, une maquette structurelle instrumentée. Ce fut un succès qui a validé d'un coup l'étage, la séparation et l'allumage dans le vide. Les vols suivants se sont enchaînés dans le cadre du programme COTS de la NASA : en décembre 2010, le Falcon 9 a mis en orbite une Dragon opérationnelle qui est rentrée dans l'atmosphère et a amerri, et en mai 2012 la Dragon est devenue le premier vaisseau privé à s'arrimer à la Station spatiale internationale.

La v1.0 a également livré le premier avertissement sur la redondance des moteurs. Lors de la mission CRS-1, en octobre 2012, l'un des neuf Merlin est tombé en panne pendant l'ascension ; l'ordinateur de vol a recalculé la trajectoire, les huit autres ont compensé et la Dragon a atteint la station. La charge utile secondaire, un satellite Orbcomm, s'est retrouvée sur une mauvaise orbite car les règles de sécurité de la NASA interdisaient un second allumage de l'étage supérieur dans ces conditions. Ce vol est comptabilisé comme un succès partiel et comme une démonstration pratique du fait que la conception tolérait la perte d'un moteur.

Le cinquième et dernier vol de la v1.0 fut CRS-2, le 1er mars 2013. Au total, la version a cumulé cinq lancements, quatre pleinement réussis et un partiel.

La v1.0 n'avait pas de véritable capacité de récupération. SpaceX est allée jusqu'à installer des parachutes sur le premier étage des premiers vols, mais les étages se désintégraient à la rentrée avant de pouvoir les déployer, et l'entreprise a abandonné cette voie au profit du retour propulsé qu'elle expérimenterait avec les prototypes Grasshopper. La version a néanmoins rempli son rôle : elle a qualifié le Merlin, la structure des réservoirs, le système de séparation et la Dragon, et a donné à SpaceX l'historique de vol nécessaire pour concourir aux contrats institutionnels. Tout ce qui a suivi — l'allongement de la v1.1, la densification cryogénique du Full Thrust, la réutilisation routinière du Block 5 — part du véhicule qui a volé en juin 2010.