Comment le Falcon 9 atterrit-il ?

Il convient de préciser ce qui atterrit : le premier étage, le grand cylindre d'environ 41 m équipé de neuf moteurs Merlin. Le second étage, qui emporte la charge jusqu'en orbite, reste quant à lui perdu. Le premier étage se sépare après environ deux minutes et demie de vol, à environ 70 km d'altitude et à une vitesse comprise entre 6 000 et 8 000 km/h selon la mission. À partir de ce moment, il vole seul, avec du propergol réservé pour le retour.

Juste après la séparation, des propulseurs à azote froid font pivoter l'étage pour orienter les moteurs dans le sens de la marche. Si la destination est une zone d'atterrissage terrestre, trois moteurs effectuent l'allumage de retour (boostback) qui inverse la trajectoire ; si la mission exige davantage de performance, cette étape est omise et l'étage poursuit en vol balistique vers une barge située à plusieurs centaines de kilomètres au large. Avant d'entrer dans l'atmosphère dense, un allumage de rentrée réduit la vitesse et protège la structure de la chaleur. Quatre grilles aérodynamiques déployées en haut de l'étage le guident pendant la descente, en corrigeant la trajectoire avec une précision de quelques mètres.

À quelques kilomètres du sol commence l'allumage d'atterrissage, presque toujours avec le moteur central. L'étage ne peut pas rester en vol stationnaire : même avec un seul moteur au minimum, la poussée dépasse son poids, si bien que l'ordinateur calcule une manœuvre dans laquelle la vitesse atteint zéro juste au moment de toucher la surface. Les quatre pieds, en fibre de carbone et en aluminium, se déploient dans les dernières secondes. La première réussite a eu lieu le 21 décembre 2015 à Cap Canaveral ; le premier atterrissage sur barge est arrivé le 8 avril 2016. Depuis, la procédure a été répétée des centaines de fois et certains étages ont volé plus de vingt missions (donnée de septembre 2026).