SpaceX continúa con su ritmo imparable de lanzamientos en lo que llevamos de año. El 15 de mayo de 2017 a las 23:21 UTC un Falcon 9 v1.2 (número de serie F9-35) despegó desde la rampa 39A del Centro Espacial Kennedy con el satélite Inmarsat 5 F4. En esta ocasión no se recuperó la primera etapa (B1034) y, por lo tanto, no iba dotada de tren de aterrizaje. Este ha sido el 26º lanzamiento orbital de 2017 y el sexto de un Falcon 9 en lo que va de año (el quinto desde la rampa 39A). También ha sido el 34º lanzamiento de un Falcon 9 en total y el segundo de un v1.2 sin sistema de aterrizaje, debido a la elevada masa de la carga (se trata del segundo satélite más pesado lanzado por un Falcon 9). Como es habitual, el Falcon 9 realizó un encendido de prueba de los nueve motores Merlin de la primera etapa el pasado 11 de mayo.

Inmarsat 5 F4

El Inmarsat 5 F4 (Inmarsat 5 Flight 4 o I5 F4) es un satélite geoestacionario de comunicaciones de 6.086 kg (con 2.473 kg de combustible) construido por Boeing Satellite Systems usando la plataforma BSS-702HP para la organización internacional Inmarsat. Posee 89 transpondedores en banda Ka y sus paneles solares generan un mínimo de 13,8 kilovatios de potencia. Tiene cuatro motores de plasma XIPS-25 para control de posición y su vida útil se estima en 15 años. El Inmarsat 5 F4 es el primer satélite de la serie Inmarsat 5 que es lanzado por un Falcon 9, ya que los anteriores usaron un vector Protón-M para alcanzar la órbita. Este satélite es el cuarto ejemplar de la constelación Global Xpress de servicios de telefonía móvil de banda ancha a nivel mundial.

Falcon 9 v1.2

El Falcon 9 v1.2 —también denominado Falcon 9 FT (Full Thrust)— es un lanzador de dos etapas que quema queroseno (RP-1) y oxígeno líquido (LOX). Es capaz de situar un máximo de 22,8 toneladas en órbita baja (LEO) u 8,3 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde Cabo Cañaveral. Posee una primera etapa reutilizable dotada de un tren de aterrizaje desplegable (en caso de que se intente la recuperación de la misma). Tiene una masa al lanzamiento de 541,3 toneladas, un diámetro de 3,66 metros y una altura de 69,799 metros, 1,52 metros superior al Falcon 9 v1.1. En aquellas misiones en las que se recupera la primera etapa el Falcon 9 v1.2 puede poner 13,15 toneladas en órbita baja (LEO) o 5,5 toneladas en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) lanzado desde Cabo Cañaveral. SpaceX planea introducir una versión mejorada denominada v1.5 (Block V) con motores hasta un 10% más potentes para alcanzar la máxima capacidad de carga anunciada y un empuje al lanzamiento de 7607 kN.

La primera etapa del Falcon 9 v1.2 tiene 42 metros de longitud y 3,66 metros de diámetro, con una masa total de unas 410 toneladas. Posee nueve motores Merlin 1D mejorados (Merlin 1D+ o Merlin 1D FT) capaces de generar un empuje un 15% superior al de la versión Falcon 9 v1.1. Los motores son de ciclo abierto y generan un empuje conjunto de 6804 kN al nivel del mar —es decir, 756 kN (77,1 toneladas) por cada motor— o 7425 kN en el vacío —825 kN (84,1 toneladas) por motor—. En un futuro próximo se espera que cada motor sea capaz de proporcionar hasta 914 kN de empuje, lo que permitirá aumentar la capacidad de carga máxima en órbita baja hasta las 22,8 toneladas y 8,3 toneladas en GTO. 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. La masa de propergoles que lleva la primera etapa es secreto, pero en el caso de la versión v1.1 se estima en 396 toneladas.

Los nueve motores Merlin están dispuestos en una configuración octogonal denominada Octaweb, con un motor situado en el centro. Como comparación, el Falcon 9 v1.0 llevaba los nueve Merlin 1C en una matriz rectangular de 3 x 3. Con la configuración Octaweb se minimizan los riesgos en caso de explosión de un motor. Los motores 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 unos 160 segundos. La primera etapa, con una altura equivalente a un edificio de 26 pisos, se separa a una velocidad de 6000-8000 km/h y a una altura de 65-75 kilómetros mediante cuatro dispositivos neumáticos. La primera etapa realiza una serie de maniobras evasivas para evitar ser dañada por el escape de la segunda etapa. La etapa sigue ascendiendo durante un tiempo en una trayectoria balística antes de volver a descender, alcanzando un apogeo superior a los 100 kilómetros. Tras la separación, la etapa gira 180º usando impulsores de nitrógeno y tres motores Merlin se encienden durante unos 20-30 segundos para frenar el descenso. En la etapa final del aterrizaje el motor central del Octaweb se enciende a un kilómetro de altura aproximadamente para garantizar un descenso seguro.

En el caso de misiones con poco margen de combustible la barcaza se sitúa a mayor distancia de la costa y se usan tres motores que realizan el encendido final a menos de un kilómetro para reducir el gasto de combustible por las pérdidas gravitatorias. Un sistema de propulsión a base de nitrógeno gaseoso controla la posición de la primera etapa, ayudado por debajo de los 70 kilómetros de altura por cuatro rejillas aerodinámicas de aluminio (que serán de titanio en la versión Block V). La primera etapa puede aterrizar en la rampa LZ-1 (Landing Zone 1) de Cabo Cañaveral —antiguo complejo de lanzamiento LC-31— o sobre dos barcazas ASDS (Autonomous Spaceport Drone Ship) dotadas de sistemas de propulsión propio y con un control específico para reducir el vaivén debido al oleaje que se denominan Just read the instructions y Of course I still love you. Han sido bautizadas así en honor de naves espaciales que aparecen en la serie de novelas de La Cultura de Iain M. Banks.

La segunda etapa tiene 13 metros de longitud y dispone de un único motor Merlin 1D adaptado al vacío denominado Merlin 1D Vacuum (MVac+ o Merlin 1DVac FT) con un empuje de 934 kN (801 kN en la versión v1.1). Funciona durante 397 segundos y su masa total es de 80-90 toneladas. Se estima que la segunda etapa del v1.1 transportaba 93 toneladas de combustible. La segunda etapa del F9 v1.2 tiene un 10% más de capacidad en cuanto a combustible, por lo que debe llevar unas 102 toneladas de propergoles. La cofia mide 13,1 metros de largo y 5,2 metros de diámetro 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 reducen 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), la rampa 39A del vecino Centro Espacial Kennedy o desde la SLC-4E de la Base de Vandenberg (California). En el futuro también despegará desde Boca Chica (Texas). El nombre del lanzador viene de la famosa nave Halcón Milenario (Millennium Falcon) de las películas de Star Wars.

Fases del lanzamiento de la misión Inmarsat 5 F4:

• T-1 hora 10 min: carga del queroseno (RP-1).
• T-45 min: carga de oxígeno líquido.
• T-7 min: enfriado de los motores previo al lanzamiento.
• T-7 min: el Falcon 9 pasa a potencia interna.
• T-2 min: autorización de la USAF para el lanzamiento.
• T-1 min 30 s: el director de lanzamiento autoriza el despegue.
• T-1 min: 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 17 s: el cohete pasa por la zona de máxima presión dinámica (Max Q).
• T+2 min 45 s: apagado de la primera etapa (MECO).
• T+2 min 49 s: separación de la primera etapa a 80 km de altura.
• T+2 min 56 s: encendido de la segunda etapa.
• T+3 min 35 s: separación de la cofia.
• T+8 min 38 s: primer apagado de la segunda etapa (SECO-1).
• T+26 min 59 s: segundo encendido de la segunda etapa.
• T+27 min 55 s: segundo apagado de la segunda etapa (SECO-2).
• T+31 min 48 s: separación de la carga útil.

Encendido de prueba del 11 de mayo:

Inserción en la cofia:

El cohete en la rampa:

Lanzamiento: