Falcon Heavy Center core expendable

In questa configurazione il Falcon Heavy recupera i due booster laterali e sacrifica il nucleo centrale. È una soluzione intermedia deliberata: i laterali si separano prima e a velocità minore rispetto al primo stadio di un Falcon 9, il che rende il loro rientro relativamente economico in termini di propellente, mentre il nucleo centrale continua ad accelerare dopo la separazione e finisce troppo veloce e troppo lontano per tornare senza un costo severo in termini di prestazioni. Quando la missione richiede più di quanto il profilo totalmente recuperabile possa offrire, la prima cosa che viene sacrificata è il nucleo centrale.

Il sacrificio non riguarda solo il veicolo. Nei voli con nucleo centrale non recuperabile SpaceX costruisce quel nucleo senza alette a griglia né carrello di atterraggio, alleggerendolo: è quanto documentato, ad esempio, nella missione USSF-67 del gennaio 2023, che volò con «un nucleo centrale nuovo in configurazione non recuperabile, senza alette né carrello di atterraggio», mentre i due booster laterali erano esemplari già volati che tornarono a terra.

Con il recupero dei soli due booster laterali, il Falcon Heavy può immettere 16 t in orbita di trasferimento geostazionario, contro le 8 t del profilo con recupero dei tre nuclei e i 26.700 kg del profilo totalmente non recuperabile. Per l'orbita terrestre bassa, Elon Musk stimò la penalizzazione di prestazioni dovuta al solo sacrificio del nucleo centrale intorno al 10%, il che lascerebbe comunque oltre 57 t (126.000 lb) di capacità di sollevamento. Il resto dei numeri del veicolo non cambia: 22.819 kN di spinta al decollo, ventisette motori Merlin 1D nel primo stadio e un Merlin Vacuum da 934 kN nel secondo.

Questa è, di gran lunga, la configurazione più utilizzata del Falcon Heavy nella sua fase operativa. È documentata nella missione USSF-67 del gennaio 2023, secondo volo classificato del razzo; nel lancio del satellite GOES-U per la NOAA il 25 giugno 2024, dove tutti e tre i nuclei erano nuovi ed entrambi i laterali atterrarono mentre il centrale veniva sacrificato; e nel lancio di un satellite in banda Ka per la regione Asia-Pacifico, passato al Falcon Heavy a causa dei ritardi dell'Ariane 6 e in cui «il nucleo centrale fu sacrificato, mentre entrambi i booster laterali furono recuperati».

La ragione è semplice: copre lo spazio in cui vive la maggior parte del manifesto reale del Falcon Heavy. I satelliti geostazionari pesanti e i carichi del Dipartimento della Difesa statunitense che giustificano l'impiego di un razzo a tre nuclei superano di norma quanto ammesso dal profilo totalmente recuperabile, ma non arrivano a richiedere il sacrificio di tutti e tre i nuclei. Recuperare i due laterali restituisce a SpaceX il 66% dell'hardware del primo stadio e, in diverse di queste missioni, quei laterali erano già esemplari riutilizzati che tornarono ad atterrare per volare un'altra volta.

Con nove motori in ciascun booster, il Falcon Heavy possiede una ridondanza propulsiva che nessun altro sistema di carico pesante offre: il veicolo monitora ogni motore durante la salita e può ordinarne preventivamente lo spegnimento se i criteri minimi di iniezione restano raggiungibili con quelli rimanenti. Questa tolleranza ai guasti vale per tutte e tre le configurazioni, ma è in questa che si nota di più il risparmio di materiale, perché i due laterali che rientrano sono spesso esemplari già volati che tornano ad atterrare per una terza vita. Nella missione USSF-67, ad esempio, i booster laterali erano gli stessi che avevano volato la missione USSF-44 ed erano atterrati nelle zone di atterraggio a terra.