Falcon Heavy Fully expendable

La configurazione totalmente non recuperabile è il profilo di volo in cui il Falcon Heavy rinuncia a recuperare uno qualsiasi dei tre nuclei del primo stadio. I due booster laterali e il nucleo centrale volano senza gambe di atterraggio né alette a griglia, e tutto il propellente che in un profilo recuperabile viene riservato alla frenata, all'inversione di rotta e all'accensione di atterraggio viene invece dedicato alla missione. L'hardware è lo stesso Falcon Heavy di sempre —tre primi stadi di Falcon 9 rinforzati, ventisette motori Merlin 1D e un secondo stadio con un unico Merlin Vacuum—, cosicché ciò che distingue questa variante non è la macchina ma la decisione operativa di sacrificarla.

È il profilo che colloca il Falcon Heavy nella categoria dei lanciatori di carico superpesante. Senza il recupero di alcuno stadio, il veicolo può immettere 63.800 kg in orbita terrestre bassa, 26.700 kg in orbita di trasferimento geostazionario e 16.800 kg su una traiettoria di iniezione translunare verso Marte. La cifra dell'orbita bassa fu innalzata nell'aprile del 2017 dalle 54,4 t previste alle attuali 63,8 t, ed è quella che sostiene l'affermazione secondo cui il Falcon Heavy ha la seconda maggiore capacità di sollevamento tra i razzi operativi.

La spinta disponibile non cambia rispetto agli altri profili: 22.819 kN (5.130.000 lbf) al decollo con i ventisette Merlin 1D a livello del mare, spinta che sale fino a 24,68 MN man mano che il veicolo lascia l'atmosfera. Il secondo stadio fornisce 934 kN con una durata nominale di combustione di 397 secondi. La differenza di prestazioni rispetto ai profili recuperabili non deriva quindi da una maggiore potenza, ma dal non dover conservare propellente per il rientro.

Il caso meglio documentato di questa configurazione è il lancio della sonda Europa Clipper della NASA, il 14 ottobre 2024. La missione era stata inizialmente assegnata allo Space Launch System; i ritardi accumulati portarono la NASA ad affidare il contratto a SpaceX nel 2021, con la condizione esplicita di un Falcon Heavy totalmente non recuperabile. Nemmeno sacrificando tutti e tre i nuclei il razzo poteva inviare la sonda direttamente verso Giove: la navicella effettuerà un sorvolo di Marte e uno della Terra prima di raggiungere il sistema gioviano. È l'illustrazione più chiara del perché esiste questo profilo e di quali siano i suoi limiti.

Rinunciare a tutti e tre i nuclei significa rinunciare a un hardware che SpaceX ha dimostrato capace di volare di nuovo, e il prezzo del lancio lo riflette: il listino dell'azienda distingue esplicitamente tra il profilo con recupero dei tre stadi —quotato 97 milioni di dollari— e il profilo non recuperabile, più caro. Il cliente compra prestazioni in cambio del veicolo. Per questo motivo questa configurazione resta riservata ai carichi che nessun'altra combinazione può collocare in orbita: sonde interplanetarie pesanti e satelliti geostazionari all'estremo superiore della massa.

Vale la pena ricordare di cosa è fatto il profilo non recuperabile. Il primo stadio è formato da tre primi stadi di Falcon 9 con le pareti dei serbatoi rinforzate —il nucleo centrale ha pareti più spesse e il sistema di separazione dei booster—, e al di sopra volano lo stesso secondo stadio e la stessa ogiva di carico utile del Falcon 9, con tutta l'eredità di volo che questo comporta. L'interstadio è una struttura composita di 4,5 m, con nucleo a nido d'ape in alluminio e lamine di fibra di carbonio. I serbatoi sono in lega di alluminio-litio saldati per attrito-agitazione (friction stir welding). Nelle missioni di lunga durata, il secondo stadio integra inoltre un kit di estensione missione —serbatoi COPV rinforzati, fluido di accensione TEA-TEB aggiuntivo e una fascia grigia dipinta sul serbatoio di RP-1 che assorbe la luce solare per evitare che il propellente geli— che consente fasi di deriva prolungate tra un'accensione e l'altra. Nulla di tutto ciò cambia per il fatto di sacrificare i nuclei: l'unica cosa che cambia è che non tornano indietro.