Hoy es un día que será recordado en la historia de la astronáutica. SpaceX ha regresado por todo lo alto tras el fracaso del lanzamiento de la nave Dragon SpX-7 en la que resultó destruido el lanzador Falcon 9. La empresa ha puesto en órbita once satélites Orbcomm OG2 en la misión ORBCOMM-2 y, como remate, al fin ha logrado recuperar la primera etapa del lanzador Falcon 9 v1.2. El lanzamiento tuvo lugar el 22 de diciembre de 2015 a las 01:29 UTC desde la rampa SLC-40 de la base aérea de Cabo Cañaveral, Florida. La órbita inicial fue de unos 613 x 656 kilómetros de altura y 47º de inclinación. Este ha sido el 20º lanzamiento de un Falcon 9.

La primera etapa (F9-021) apagó sus nueve motores a 80 kilómetros de altura y una velocidad de 1,65 km/s. Tras ascender hasta una altitud de 200 kilómetros, 3 minutos y 50 segundos después del despegue la etapa realizó un encendido para frenar su descenso y regresar a la costa. 8 minutos tras el lanzamiento efectuó un segundo encendido. Finalmente, aterrizó en la antigua rampa número LC-13 de Cabo Cañaveral, ahora denominada Zona de Aterrizaje 1 (LZ1), situada a 9 kilómetros de la rampa de lanzamiento, a las 01:39 UTC, unos diez minutos después del despegue. La etapa recuperada no será reutilizada, ya que SpaceX planea emplearla para pruebas en la rampa 39A.

Es la primera vez que SpaceX intenta un aterrizaje en tierra firme, ya que en las anteriores ocasiones había usado una barcaza en alta mar para reducir la longitud de la trayectoria de regreso. La segunda etapa fue deorbitada una vez completada su misión. SpaceX se convierte así en la primera empresa que recupera la primera etapa de un cohete lanzado en una misión orbital (aunque el vuelo de la primera etapa fue suborbital). No obstante, Blue Origin consiguió el pasado noviembre hacer aterrizar por primera vez un cohete de forma vertical tras una misión espacial suborbital, arrebatando parcialmente la primicia a SpaceX, a pesar de que, obviamente, las energías implicadas en un lanzamiento orbital son mucho mayores. En enero y abril de este año SpaceX intentó sin éxito aterrizar la primera etapa de un Falcon 9 en una barcaza situada frente a las costas de Florida.

Este ha sido el primer vuelo de la versión Falcon 9 v1.2 (Falcon 9 Full Thrust), que sustituye a la anterior v1.1, con motores Merlin-1D mejorados capaces de generar un 15% más de empuje. Se cree que el Falcon 9 FT tiene unas prestaciones un 30% superiores a las del v1.1, lo que permite la recuperación de la primera etapa incluso en misiones a la órbita geoestacionaria.

Orbcomm OG2

Los Orbcomm OG2 u Orbcomm de segunda generación son satélites de comunicaciones de órbita baja construidos por la empresa norteamericana Sierra Nevada usando el bus SN-100A. Cada satélite tiene una masa de 172 kg y forman parte de una constelación de varias unidades. En este lanzamiento se pusieron en órbita once unidades, las OG2-2, OG2-5, OG2-8, OG2-10 y OG2-12 a OG2-18, también denominadas FM102, FM105, FM108, FM110 y FM112 a FM118, completando así la constelación inicial de 17 satélites. Su vida útil se estima en cinco años. Los satélites están dotados de un panel solar de arseniuro de galio capaz de producir 400 vatios de potencia. Cada unidad podrá formar parte del sistema AIS (Automatic Identication System) usado por la guardia costera estadounidense y otros usuarios internacionales. El primer Orbcomm OG2 se destruyó en la atmósfera al no alcanzar su órbita planeada en 2012 por culpa de la explosión de un motor Merlin del Falcon 9. En 2014 SpaceX lanzó seis satélites Orbcomm OG2 (FM103, FM104, FM106, FM107, FM109 y FM111). El dispensador de satélites Orbcomm usado para este lanzamiento se denomina ESPA y es capaz de situar múltiples satélites en órbita.

Falcon 9 v1.2 (Falcon 9 Full Thrust)

El Falcon 9 v1.2 o Falcon 9R v1.2 es un lanzador de dos etapas que quema queroseno (RP-1) y oxígeno líquido. El nombre oficial del lanzador es Falcon 9 Full Thrust (F9 FT). Se trata de una mejora del Falcon 9 v1.1 (oficialmente Falcon 9 Upgraded) dotada de una primera etapa reutilizable con una capacidad superior en un 30% al v1.1 (las prestaciones precisas son secretas, pero se especula con que sería capaz de situar cerca de 20 toneladas en órbita baja en misiones en las que no se intente recuperar la primera fase). El lanzador tiene una masa al lanzamiento de 541,3 toneladas un diámetro de 3,66 metros y una altura de 69,799 metros, 1,524 metros superior al Falcon 9 v1.1. El Falcon 9 v1.2 es capaz de situar 13,15 toneladas en órbita baja (LEO) o 4850 kg en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde Cabo Cañaveral, unas prestaciones comerciales similares a las del F9 v1.1. Como comparación, el F9 v1.1 tiene una masa al lanzamiento de 505,85 toneladas, una altura de 68,4 metros (63,3 metros de altura en caso de llevar la nave Dragon) y 3,66 metros de diámetro.

La primera etapa del v1.2 tiene motores Merlin 1D mejorados capaces de generar un empuje un 15% superior y además se ha densificado el combustible para aumentar su cantidad. La primera etapa es reutilizable y puede aterrizar en la rampa LZ1 de Cabo Cañaveral o, si es necesario, en una barcaza en alta mar. A diferencia del v1.1, la primera etapa del v1.2 puede ser recuperada incluso en misiones a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Esta etapa dispone de nueve motores Merlin 1D (M1D) de ciclo abierto que generan un empuje de 5885 kN al nivel del mar o 6672 kN en el vacío (en el caso de la versión 1.1). La primera etapa del F9 v1.2 genera un empuje al lanzamiento de 694 toneladas, comparado con las 600 toneladas de la versión v1.1.

Los nueve motores están dispuestos en una configuración octogonal denominada Octaweb, con un motor adicional en el centro. Como comparación, en el Falcon 9 v1.0 los nueve Merlin 1C estaban situados en una matriz rectangular de 3 x 3. De esta forma se minimizan los riesgos en caso de explosión de un motor. De acuerdo con SpaceX, los Merlin 1D son más eficientes y baratos que los Merlin 1C de la versión v1.0. Al igual que éstos, los Merlin 1D tienen capacidad para soportar varios encendidos, lo que permite probarlos en la rampa antes de cada lanzamiento (una práctica única en el mundo) y permitir la recuperación de la primera etapa. El Falcon 9 puede perder un motor durante el lanzamiento y aún así completar su misión, siendo el único cohete en servicio con esta capacidad. Los nueve motores Merlin funcionan durante 162 segundos.

Para recuperar la primera etapa el Falcon 9 dispone de cuatro patas desplegables. Tras la separación de la segunda etapa, tres motores Merlin se encienden para frenar el descenso. En la etapa final del descenso éste está controlado por el motor central del Octaweb. La segunda etapa dispone de un único motor Merlin 1D adaptado al vacío denominado Merlin 1D Vacuum o MVac con un empuje de 934 kN (801 kN en la versión v1.1). Funciona durante 397 segundos. La segunda etapa del F9 v1.2 tiene un 10% más de capacidad en cuanto a combustible que el v1.1. La cofia mide 13,1 x 5,2 metros y está fabricada en fibra de vidrio. La sección de unión entre las dos etapas está hecha de fibra de carbono unidas a un núcleo de aluminio.

El fuselaje está fabricado en una aleación de aluminio-litio, mientras que la cofia y la estructura entre las dos fases están hechas de fibra de carbono. Todos los elementos importantes del cohete han sido fabricados en EEUU por SpaceX. El sistema de separación de etapas y la cofia es neumático y no usa dispositivos pirotécnicos, práctica habitual en la mayoría de lanzadores. De esta forma se minimizan las vibraciones en la estructura y, de acuerdo con SpaceX, se logra una mayor fiabilidad. El Falcon 9 puede ser lanzado desde la rampa SLC-40 de de Cabo Cañaveral (Florida), desde la SLC-4E de la Base de Vandenberg (California) o, en el futuro, desde Boca China (Texas). El nombre de Falcon viene de la famosa nave Halcón Milenario de las películas de Star Wars.

Fases del lanzamiento:

• T-30 min: carga del queroseno (RP-1) y oxígeno líquido.
• T-6 min: comienza la secuencia de lanzamiento automática.
• T-10 min: enfriado de los motores previo al lanzamiento.
• T-2 min: autorización de la USAF para el lanzamiento.
• T-1 min 30 s: el director de lanzamiento autoriza el despegue.
• T-1 s: el ordenador comprueba los sistemas y se presurizan los tanques de propelentes.
• T-3 s: ignición de los 9 motores Merlin.
• T-0 s: despegue.
• T+1 min: el cohete pasa por la zona de máxima presión dinámica (Max Q).
• T+2 min 20 s: apagado de la primera etapa (MECO).
• T+2 min 24 s: separación de la primera etapa.
• T+2 min 35 s: encendido de la segunda etapa.
• T+4 min: encendido de frenado de la primera etapa.
• T+8 min: encendido de reentrada de la primera etapa.
• T+10 min: apagado de la segunda etapa (SECO).
• T+10 min: aterrizaje de la primera etapa.
• T+12 min: separación de la cofia.
• T+15 min: comienzo de la separación de la carga útil.

Primera etapa del Falcon 9 de la misión:

El cohete en la rampa:

Lanzamiento y recuperación de la primera etapa:

 

Vídeo del lanzamiento:

Vídeo del aterrizaje de la primera etapa: