Falcon 9 Block 4

Il Block 4 è l'unico dei cinque passi del Falcon 9 — v1.0, v1.1, Full Thrust (detto anche Block 3 o v1.2), Block 4 e Block 5 — a non essere nato come un ridisegno presentato pubblicamente, ma come un'etichetta interna. Nel 2017 SpaceX iniziò a far volare modifiche incrementali al Full Thrust e le raggruppò sotto questo nome. Le fonti lo descrivono come una transizione tra il Full Thrust «Block 3» e il Block 5, che l'azienda annunciò quello stesso anno: comprendeva aggiornamenti incrementali della spinta dei motori fino al valore finale del Block 5, oltre ad altri piccoli miglioramenti. L'elenco dei lanci lo chiama «l'aggiornamento noto informalmente come Block 4», e l'elenco dei booster lo definisce una versione di prova che introdusse nuovo hardware, come le alette a griglia in titanio, poi passato al Block 5. Non era una destinazione: era la strada.

La cosa più insolita del Block 4 è il modo in cui entrò in servizio. All'inizio SpaceX portò allo standard Block 4 solo il secondo stadio e lo fece volare su primi stadi ancora Block 3. Accadde in tre missioni: NROL-76, per il National Reconnaissance Office degli Stati Uniti, il 1° maggio 2017; il satellite di comunicazioni Inmarsat-5 F4 il 15 maggio; e Intelsat 35e il 5 luglio. In quest'ultima, secondo l'elenco dei lanci, i miglioramenti ai motori Merlin permisero a un satellite originariamente destinato a un Falcon Heavy di volare su un Falcon 9 sacrificabile, senza alcun tentativo di recuperare il primo stadio; il razzo lo collocò in un'orbita supersincrona con apogeo a 43.000 km, oltre i 28.000 km richiesti. Questa miscela di configurazioni è il motivo per cui la data di debutto dipende da cosa si consideri «Block 4»: il secondo stadio volò a maggio, il veicolo completo ad agosto.

Il 14 agosto 2017 la missione di rifornimento CRS-12 verso la Stazione Spaziale Internazionale decollò dal Launch Complex 39A del Kennedy Space Center: il primo volo del progetto Block 4 completo, con primo e secondo stadio insieme. Il primo stadio B1039 lanciò una capsula Dragon con 2.349 kg di carico pressurizzato e 961 kg di carico non pressurizzato — 3.310 kg esclusa l'astronave — tra cui il rivelatore di raggi cosmici CREAM e i nanosatelliti della missione educativa ELaNa 22. Fu anche l'ultimo volo di un Dragon di nuova costruzione, e lo stadio tornò ad atterrare sul Landing Zone 1 di Cape Canaveral.

L'elenco dei booster registra sette primi stadi Block 4, da B1039 a B1045, che compirono complessivamente dodici voli: 1,7 per booster, contro 27 voli con 18 nuclei (1,5 per booster) per i Block dall'1 al 3. Dopo CRS-12 arrivarono, uno per ogni nuovo nucleo, lo spazioplano X-37B nella sua missione OTV-5 per l'Aeronautica il 7 settembre 2017 (B1040, atterraggio a terra), con la telemetria del secondo stadio esclusa dalla diretta perché la missione era riservata; dieci satelliti Iridium NEXT da Vandenberg il 9 ottobre (B1041), 9.600 kg di carico utile, con atterraggio sulla nave drone Just Read the Instructions; Koreasat 5A, il primo satellite sudcoreano lanciato da SpaceX, il 30 ottobre (B1042), recuperato sulla nave drone Of Course I Still Love You, benché un piccolo incendio sotto lo stadio dopo il contatto con il suolo alimentasse le ipotesi di danni ai motori, e quel booster fu ritirato senza volare più; la missione governativa riservata Zuma l'8 gennaio 2018 (B1043), il 17° recupero riuscito consecutivo, tra le voci che il carico fosse andato perso, a cui SpaceX rispose che il suo razzo aveva funzionato in modo nominale; Hispasat 30W-6 il 6 marzo 2018 (B1044), con 6.092 kg il satellite più grande che SpaceX avesse lanciato fino ad allora, «grande quasi quanto un autobus», il cui atterraggio sulla nave drone fu annullato per il maltempo e sostituito da una discesa controllata nell'Atlantico; e il telescopio della NASA per la caccia agli esopianeti TESS il 18 aprile 2018 (B1045), la prima missione scientifica di alta priorità della NASA lanciata da SpaceX, con atterraggio su una nave drone. Tutte e dodici le missioni risultano come lanci riusciti.

SpaceX limitò deliberatamente i booster Block 3 e Block 4 a due missioni ciascuno, mentre preparava un Block 5 progettato per dieci voli con ispezioni minime. Cinque dei sette nuclei Block 4 volarono una seconda volta, e in nessuno di quei secondi voli lo stadio fu recuperato. B1041 rilanciò dieci satelliti Iridium NEXT il 30 marzo 2018 senza tentare l'atterraggio, usando la discesa controllata per sperimentare opzioni di recupero. B1039 tornò il 2 aprile per CRS-14, 2.647 kg di carico in un Dragon a sua volta riutilizzato, e fu sacrificato dopo aver raccolto dati sui profili di rientro. B1043 lanciò cinque satelliti Iridium NEXT e le due sonde GRACE-FO il 22 maggio, 6.460 kg in tutto, con un tempo di rimessa in volo record, allora, di 4,5 mesi. B1040 lanciò i 5.384 kg di SES-12 il 4 giugno in modalità sacrificabile, sotto un secondo stadio già Block 5, che lo inviò in un'orbita di trasferimento supersincrona con apogeo a 58.000 km. Il programma di riutilizzo riassume il periodo: i Block 3 e 4 dimostrarono che far volare ogni booster due volte era economicamente fattibile, e all'inizio del 2018 furono provati profili di rientro aggressivi su esemplari sacrificabili di entrambi i Block per sondare i margini che il Block 5 avrebbe sfruttato.

L'ultimo volo del Block 4 fu CRS-15 il 29 giugno 2018: B1045 portò alla stazione 2.697 kg di carico, tra cui l'esperimento ECOSTRESS e la piattaforma MISSE-FF 2, dopo un tempo di rimessa in volo record di 2,5 mesi dal suo volo di TESS, primato che durò fino al febbraio 2020, e fu sacrificato nell'Atlantico senza gambe di atterraggio né alette a griglia. Il Block 5 aveva debuttato l'11 maggio con il satellite Bangabandhu-1, e CRS-15 completò la transizione verso una flotta interamente Block 5. Oggi ogni stadio Block 4 risulta ritirato o sacrificato. Il materiale non fornisce cifre di spinta, massa o capacità specifiche del Block 4: i dati di riferimento restano quelli del Full Thrust, coerentemente con il fatto che SpaceX non lo trattò mai come un prodotto a sé.