Comment fonctionne la fusée Falcon 9 ?

Falcon 9 combine simplicité et répétition : ses deux étages brûlent la même paire d'ergols, du kérosène de qualité aérospatiale (RP-1) et de l'oxygène liquide, et utilisent des variantes du même moteur Merlin. Le premier étage comporte neuf moteurs Merlin disposés en « octaweb » (huit autour d'un central), ce qui lui permet de continuer à voler même si l'un d'eux tombe en panne. Le deuxième étage ne porte qu'un seul moteur Merlin Vacuum, avec une tuyère bien plus grande pour fonctionner hors de l'atmosphère. Selon SpaceX, le véhicule mesure 70 m de haut et 3,7 m de diamètre, pour une masse au décollage d'environ 549 t.

Après le décollage, le premier étage brûle pendant environ deux minutes et demie. Il se sépare, et le deuxième étage allume son moteur pour amener la charge utile vers l'orbite souhaitée ; sur les missions géostationnaires, il effectue une seconde combustion après une phase de vol balistique. Pendant ce temps, le propulseur largué se retourne à l'aide de propulseurs à gaz froid à l'azote, effectue une combustion de retour ou de rentrée, déploie des ailerons en treillis en titane pour se diriger, et termine par une combustion finale qui le ralentit pour se poser sur des jambes déployables, soit au sol, soit sur une barge autonome en mer.

Récupérer le premier étage, la partie la plus coûteuse de la fusée, a changé l'économie des lancements. SpaceX a refait voler des propulseurs des dizaines de fois chacun et récupère aussi les coiffes de charge utile, qui s'ouvrent à haute altitude et descendent en parachute. La version actuelle, Falcon 9 Block 5, a été conçue pour minimiser la maintenance entre les vols. La capacité publiée par le fabricant est de 22 800 kg vers l'orbite basse et de 8 300 kg vers l'orbite de transfert géostationnaire, des chiffres qui diminuent lorsque le propulseur doit économiser du carburant pour se poser.