ファルコン9第一段着陸テスト

ファルコン9の第1段着陸テストは、SpaceXが2013年から2016年にかけて実施した一連の制御降下飛行テストでした。2017年以降、ファルコン9ロケットの第1段は、打ち上げの性能要件が許せば定期的に着陸しています。

このプログラムの目的は、ファルコン9第一段が軌道宇宙飛行のブースト段階を完了した後、地球の大気圏への制御された再突入、降下および着陸（ EDL ）を確実に実行することであった。最初のテストでは、海上にゼロ速度で垂直に着陸することを目指した。その後のテストでは、ロケットを自律型宇宙港ドローン船（海上で安定した着陸面を提供するためにスペースXが委託したはしけ）またはケープカナベラルのコンクリートパッドであるランディングゾーン1 （LZ-1）に正確に着陸させることを試みた。LZ-1での最初の地上着陸は2015年12月に成功し、ドローン船での海上での最初の着陸は2016年4月に成功した。2番目に着陸したブースターB1021は、2017年3月に最初に再飛行し、2度目の回収が行われた。

最初の着陸テストは、2013年9月にファルコン9の6回目の飛行とv1.1ロケットバージョンの初打ち上げで行われました。2013年から2016年にかけて16回のテスト飛行が実施され、そのうち6回は軟着陸とブースターの回収を達成しました。

• 2015年12月、フライト20（オーブコム OG2 M2 ）が最初の試みでLZ-1地上パッドに安全に着陸しました。
• 23便目（CRS-8 ）は、2016年4月にドローン船「オブ・コース・アイ・スティル・ラブ・ユー」に乗って大西洋の海上で安定した着陸に成功しました。それまでの4回の着陸はいずれも衝突によりブースターが破壊された結果に終わりました。
• 2016年5月、無人船に搭載された海上でのGTOミッションから高速で帰還する24号機（JCSAT-14）と25号機（Thaicom 8 ）。
• 2016年7月にLZ-1に戻る27便（CRS-9 ）。
• 2016年8月、 JCSAT-16便28号機がドローン船に着陸。

2017年1月の飛行再開以来、SpaceXは着陸の試みを「実験的」と呼ぶのをやめ、それが日常的な手順になったことを示している（2017年のIridium-1とCRS-10のプレスキットと、2016年のCRS-9とJCSAT-16の比較を参照）。2017年12月15日現在^{[アップデート]}、14回の定期着陸（100%成功）が行われており、3回のミッションは着陸を試みずに 使い捨て構成で打ち上げられた。

第一段階の降下テストは、SpaceXの再使用型打ち上げシステム開発プログラムの一部であり、プログラムの高高度高速着陸テスト段階に備えて、テキサス州マクレガーのSpaceX施設で大量の新技術開発活動と初期の低高度テスト飛行が含まれていました。このプログラムの全体的な目的は、垂直着陸技術を使用して再使用型ロケットを民間で開発し、宇宙へのアクセスコストを大幅に削減することです。

従来、軌道運搬ロケットの第一段は打ち上げが完了すると海に廃棄されてきた。打ち上げロケットの定期的な回収と再利用が実現すれば、宇宙へのアクセスコストを大幅に削減できる可能性がある。^{[1] [2] [3] [4]}

当初から、イーロン・マスクはスペースXのロケットの第1段を回収可能にしたいと考えており、ファルコン1の打ち上げとファルコン9の最初の2回の打ち上げにはパラシュートが付いていた。しかし、ブースターはパラシュートが開く前に再突入時に燃え尽きてしまった。^[5]これは、別のアプローチを取らなければならないことを意味した。実験用のプロトタイプが作られ、2012年から2014年にかけて飛行し、推進着陸のアイデアをテストし、経験を積んだ。

スペースXは2013年3月に、ファルコン9の第一段ロケットに制御降下試験機として装備と機器を搭載し、水面上でソフトタッチダウンするために推進減速できるようにすると初めて発表した。同社は2013年にこれらの飛行試験を開始し、2014年半ばまでにロケットを発射場に帰還させて動力着陸を試みる予定だった。^[6]

結局、SpaceXは2013年に最初の制御降下テスト飛行を実施したが、水上テストは2015年に入っても継続した。2013年9月の最初の制御降下のテレメトリデータの分析に続いて、SpaceXは、大量の新技術が実際のテスト目標をクリアし、グラスホッパープロトタイプで行われた技術進歩と相まって、第1段を回収するための完全なEDLプロセスをテストする準備が整ったと発表した。ロケットは「真空から極超音速、超音速、遷音速へと正常に遷移し、エンジンを点火し、ステージを[大気圏]全体で制御することができた」^{[7] 。}

この2回目のEDLテストは、2014年4月にNASAの第3回貨物補給ミッション中に実施された。SpaceXは、ドラゴンカプセルをISSに運ぶ第2段を分離した後、第1段に着陸脚を取り付け、大気圏再突入により減速し、模擬水上着陸を試みた。第1段は、大西洋上にソフトタッチダウンできるほど十分に減速した。^{[8] [9]} SpaceXは、2014年2月に、超音速から亜音速領域までの機体の精密制御を習得するまで、第1段の水上テストを継続する意向を発表した。^[9]

2015年1月のCRS-5ミッションから始まったその後のテストでは、発射場所に応じてフロリダ沖または太平洋に停泊している自律型宇宙港ドローン船に第1段を着陸させる試みが行われた。 ^[10]この船は6回の着陸試行に使用され、そのうち2回は2016年4月と5月に成功した。一方、ケープカナベラルでの固い地面への着陸の最初の試みは2015年12月21日に行われ、成功した。

ファルコン9のミッション後の初期の飛行試験計画では、第一段が上層大気で逆噴射燃焼を行い、速度を落として目標着陸地点への降下弾道軌道に乗せ、続いて第一段が水面に到達する前に下層大気で2回目の燃焼を行うことになっていた。^[11]スペースXは2013年3月にファルコン9 v1.1ロケットでそのような試験を行う予定であり、「発射地点に戻って動力着陸ができるまでそのような試験を続ける」と発表した。同社は、ロケットをうまく着陸させるまでに数回の失敗を予想していると述べた。^{[9] [12]}

CASSIOPEミッションのファルコン9フライト6の打ち上げ許可で公開された詳細情報によると、SpaceXは、ロケットの水平速度を落とし、制御された降下を試みるために、まず9基のMerlin 1Dエンジンのうち3基を点火するとしている。 ^[11]その後、海に衝突する直前に、1基のエンジンを再点火し、速度を落としてステージを回収できるようにする。2013年9月時点で、SpaceXは、この実験が成功する確率は約10%であると述べた。^{[13][アップデート]}

SpaceXは、 GTOに向かうペイロードに十分な燃料余裕がなかったため、すべてのFalcon 9 v1.1飛行で制御降下テストを実施しなかった。 ^[14] 2013年9月、SpaceXは、 2014年4月のCRS-3ミッション（Falcon 9 v1.1の4回目の飛行）^[15]が降下テストプロファイルの2回目のテストになると発表しました。^[1]

初期のテストではエンジンの再始動は2回だけだったが、2014年9月の4回目の飛行テストでは、SpaceXはEDLテストの目的を達成するためにエンジンを3回再点火した（9つのエンジンのうち3つだけが使用されたが）。その目的は、ブーストバックバーン、再突入バーン、着陸バーンである。ブーストバックバーンは、使用済みステージのダウンレンジ移動を制限し、再突入バーン（高度約70〜40 km（43〜25マイル））は、大気界面での降下および減速プロファイルを制御するために使用され、着陸バーンは着陸面で終端速度からゼロへの減速を完了する。 ^{[16] [17]}

最初の推進再突入、降下、海面着陸試験は、2013年9月29日、ファルコン9フライト6で実施され、ファルコン9ロケットバージョンv1.1の初打ち上げとなった。3分間のブースト段階とCASSIOPEおよびナノサットペイロードを搭載した第2段の分離後、ロケットの第1段は後ろ向きに向きを変えられ、9基のマーリン1Dエンジンのうち3基が高高度で再点火され、減速と海面への制御降下軌道を開始した。試験の第1段階は「うまく機能し、第1段は安全に再突入した」。^[18]しかし、大気圏下降中に空気力学的な力により第1段がロールし始め、ロール率は第1段姿勢制御システム（ACS）の能力を超えてそれを無効化した。タンク内の燃料はタンクの外側に「遠心分離」され、低高度減速操作に関与した単一のエンジンが停止した。SpaceXは海から第1段の残骸の一部を回収することができた。^{[1] [18]}同社は、2013年3月の発表で予測されていたように、この飛行で第1段を回収することは期待していなかった。 ^[19]また、最初の数回の動力降下テストでも回収することは期待していなかった。^[6]

この最初の実験的降下は成功とみなされ、海にステージが失われたにもかかわらず、重要なテストマイルストーンを達成し、エンジニアリングデータを収集した。^[19] SpaceXはこの飛行で大量の新技術をテストし、その結果とグラスホッパー実証機の進歩を組み合わせて、同社は「パズルのピースが全て揃った」と信じた。^{[7] [19] [20]}

第一段の制御降下ハードウェアおよびソフトウェアの2回目のテストは2014年4月8日に行われ、^[8]液体ロケットエンジン軌道第一段による海洋への制御されたソフトタッチダウンに初めて成功した。^{[21] [22]}第一段には、タッチダウン時の着陸をシミュレートするために延長された着陸脚が初めて含まれ、テストでは、最初のテスト飛行で発生した空気力学的誘起回転を制御するために、より強力な気体窒素制御スラスタが使用された。第一段は、設計どおり、スピンなしで垂直速度ゼロで水面に接近することに成功した。^{[9] [23]}

2回目のテストでは、第一段は高高度での方向転換操作時に高度80キロメートル（ 26万フィート） ^{[24]でマッハ10（時速10,200キロメートル、時速6,340マイル） [23]の速度で飛行しており、続いて9基のメインエンジンのうち3基が点火され、初期減速と降下軌道への配置が行われた。 [3]}「第一段は良好な再突入燃焼を実行し、降下中に安定することができた。...大西洋への着陸は良好だった！...飛行コンピュータは水面に到達した後8秒間[テレメトリデータ]を送信し続け」、第一段が水平になった後にのみ停止した。^[25]

2回目の第一段制御降下試験飛行の主な変更点には、再突入燃焼と着陸燃焼の両方の変更と、姿勢制御システム（ACS）機能の強化が含まれていました。^[26]

スペースXは、テストシーケンスの複雑さと実行する必要のある手順の数の多さから、飛行テスト後のステージの回復の可能性は低いと予測していた。^[9]同社は、飛行テスト全体を「実験」と慎重に分類した。^{[27] 4月25日の}ナショナルプレスクラブでの記者会見で、イーロン・マスクは、第1ステージは海上に軟着陸したが、荒れた海のためにステージが破壊されたと述べた。^{[28] [29]}

回収された第一段の3回目のテスト飛行は、2014年7月14日のファルコン9フライト10で行われた。前回のテストではフロリダ海岸から数百キロ離れた目標着陸地点に到達したが、この飛行では、海岸にずっと近い海上に着陸し、ケープカナベラルの当初の打ち上げ地点に近い場所に着陸するブーストバック軌道を目指した。3回目の制御降下テスト飛行の後、スペースXは将来「浮遊発射台または発射場に戻ってロケットを改修せずに再発射する」ことに成功できると自信を示した。^[30]

第一段ロケットの第2段ロケットとペイロードが軌道上に打ち上げられた後、SpaceXは使用済みの第一段ロケットの飛行試験に成功した。第一段ロケットは上層大気圏で極超音速から減速し、再突入、着陸燃焼、着陸脚の展開に成功し、海面に着陸した。着陸時またはその後の「転倒と体当たり」のいずれかで船体の完全性が損なわれたため、第一段ロケットは分析のために回収されなかった。^[31]着陸後の分析の結果、高さ46メートル（150フィート）の第一段ロケットが着陸後に計画どおり海面に水平に落下したため、船体の完全性が失われたことが示された。^[30]

回収された第一段の4回目の試験飛行は、計画された海上着陸を伴い、2014年9月21日に打ち上げられたファルコン9フライト13で行われた。 ^[32]第一段は、海面への着陸を模擬し、ゼロ高度でゼロ速度に近づくプロファイルを飛行した。^{[17]以前のテストで、高さ14階建ての第一段は海への転倒事故に耐えられない}ことが確認されていたため、SpaceXは第一段の回収を試みなかった。ブースターの液体酸素は使い果たされた。^[33]

1 か月後、制御降下テストの詳細な熱画像赤外線センサーデータとビデオが公開されました。このデータは、火星大気圏突入への新しいアプローチを開発するための逆推進減速技術の研究の一環として、NASA が SpaceX との共同契約で収集したものです。推進技術の重要な問題は、突入と減速の超音速逆推進段階における流体の流れの問題と降下車両の姿勢制御に対処することです。第 1 段の夜間飛行テストのすべての段階は、最後の着陸燃焼を除いて正常に撮影されました。最後の着陸燃焼は雲の下で行われ、IR データは見えませんでした。^[17]研究チームは、ファルコン 9 地球突入テストでの SpaceX の「再突入燃焼」の高度範囲 70～40 キロメートル (43～25 マイル) に特に興味を持っています。これは、火星の突入と降下条件をモデル化する「火星関連の逆推進レジームでの動力飛行」だからです。^[16]

スペースXは、2015年2月11日までに、無人機による6回目の制御降下試験飛行と2回目の^[34]着陸を予定していた。帰還ロケットを海上に着陸させることは、「5年前には前代未聞の偉業」であったため、「歴史的なロケットの打ち上げと着陸となる可能性があった」。^{[34] [35] [36]}

2014年に提出された規制書類によると、SpaceXの計画では、6回目のテスト飛行は2015年1月下旬の打ち上げ試行で行われることになっていた。しかし、5回目のテスト飛行の完了後、着陸失敗でドローン船に損傷が生じたため、わずか数週間後に6回目のテストがまだ実行可能かどうかは不明であった。^{[37]この問題は船がジャクソンビルに戻ってから数日以内に解決され、1月15日までに、SpaceXは}深宇宙気候観測ミッションのブースト段階に続いて第1段の着陸を試みる計画について明確にした。^[36]

しかし、スペースXの声明によると、無人船は「高さ3階建ての建物にまで達する波がデッキに打ち寄せる」状況にあった。さらに、バージを一定の位置に保つ4つのスラスタのうち1つが故障し、位置維持が困難になった。これらの理由から、打ち上げ後の飛行試験ではバージは使用されず、代わりに水上でのソフトタッチダウンが試みられた。^[38]

テストは成功し、ファルコン9の第一段は海上の目標地点から10メートルの精度で「きれいに垂直に」着陸した。^[39]

したがって、このテストは 5 回目の海洋着陸となり、ファルコン 9 の第 1 段制御降下テスト全体では 6 回目となります。

フライト46と48は、2回目の飛行中のブースターで、古いブロック3の設計では2回の飛行しかできなかったため回収されなかった。制御不能な降下をする代わりに、SpaceXは両方のブースターを水中に軟着陸させ、無人機船を損傷するリスクなしに高エネルギー着陸技術をテストした。^{[40] [41]}フライト48では、ブースターは着陸を生き延び、転倒した後も無傷のままだった。予定外の回収が議論されたが、ブースターは回収を試みる前に分解した。^[42]

2023年1月28日現在^{[アップデート]}、SpaceXは固体表面への第1段の着陸を178回試み、そのうち167回（93.8%）が成功しており、そのうち144回のうち139回（96.5%）がFalcon 9 Block 5バージョンによるものである。

2014年7月、スペースXは、最初の4回の水上制御降下飛行の高高度エンベロープ拡張から得た教訓と、テキサスでのF9R Dev1テストの低高度の教訓を統合し、5回目と6回目の制御降下テスト飛行で固体表面への着陸を試みると発表した。^{[32]当時、「固体表面」についてはこれ以上説明されておらず、後に}自律型宇宙港ドローン船と呼ばれる航行可能なはしけであることが明らかになった。

ステージを浮体式プラットフォームの特定の位置に移動させることや、グリッドフィン制御面を初めて使用してより正確な再突入位置決めを行い、大量のテストデータを収集することなど、テスト目標の多くは最初の試みで達成された。しかし、はしけの角への着陸はハードランディングとなり、ロケット本体の大部分が海に落ちて沈没した。SpaceXは墜落の短い映像を公開した。^[43] 23便目で海上での最初のはしけ着陸を達成するには、さらに4回の試みが必要となった。 ^[44]一方、2015年12月21日、20便目で最初の試みで地上着陸に成功した。^[45]

2014年10月、スペースXは「固体表面」はルイジアナ州のはしけ船から建造された浮遊プラットフォームであると明言し、ファルコン9の14回目の飛行の第1段をこのプラットフォームに着陸させる予定であることを確認した。 ^{[46]着陸を成功させるには、ロケット}着陸脚の幅18メートル（60フィート）が幅52メートル（170フィート）のはしけ船の甲板内に着陸する必要があるだけでなく、海のうねりやGPSの誤差にも対処する必要がある。^[47] 11月下旬、スペースXは着陸船が自律的に操作可能であり、錨泊や係留の必要がないことを明らかにした。^{[10]そのため、}自律型宇宙港ドローン船と呼ばれた。2015年1月現在、^{[アップデート]}この船は3隻建造され、そのうち2隻が運用中であった。^[48]

この5回目の制御降下テスト飛行は、専門メディアによって歴史的なコアリターンの試みとして期待されていました。^{[49]このテスト飛行では、2014年初頭に}F9R Dev1プロトタイプ機による低高度、低速テストでのみテストされていたグリッドフィン 空力制御面が初めて軌道ミッションに組み込まれました。グリッドフィンの追加と、以前のテスト飛行と同様にエンジンのジンバルから得られる制御権限の継続により、着陸精度が10メートル（33フィート）に向上すると予測されました。これは、目標座標から10キロメートル（6.2マイル）以内に着陸した以前の4回のテスト飛行の1000倍の改善です。^[50]飛行前、スペースXは最初の試行で成功する可能性は50％以下であると予測していました。^[47]

この新しいハードウェアの最初のテスト飛行は、2015年1月10日にNASAのCRS-5ミッションで行われました。制御降下飛行は、打ち上げから約3分後、第2段分離イベントに続いて開始され、^[49]第1段は約80km（50マイル）の高さにあり、マッハ10（時速10,000km、時速6,300マイル）の速度で移動していました。^[51]

SpaceXのウェブキャストでは、下降中の第1段のブーストバック燃焼と再突入燃焼が行われ、予想通り下降中のロケットが「地平線の下」に沈んだため、ライブテレメトリ信号が途絶え、逆噴射着陸の試みはライブで放映されなかったと報じられた。その後まもなく、SpaceXは、ロケットは計画通りドローン船に到達したが、「激しく着陸した...船自体は問題ない。デッキ上の支援機器の一部を交換する必要がある」という情報を発表した。^{[52] [53] [54]}マスクは後に、ロケットの飛行制御面の油圧液が衝突前に使い果たされていたと詳しく説明した。^{[55]マスクはTwitterで}ジョン・カーマックと話しながら衝突の写真を投稿した。SpaceXは後に衝突の動画をVineで公開した。^[43]

第一段の制御降下プロファイルの7回目の試験飛行は、2015年4月14日にファルコン9のフライト17で行われ、CRS-6を国際宇宙ステーションに運びました。これは、SpaceXによる浮体式プラットフォームへの着陸の2回目の試みでした。第一段には、ミッション後の試験を容易にするために、グリッドフィンと着陸脚が取り付けられました。

イーロン・マスクによる初期の報告では、第一段がドローン船にハードランディングしたと示唆されていた。^[56]マスクは後に、二液推進剤バルブが詰まっていたため、制御システムが迅速に反応できず、着陸に成功しなかったと明らかにした。^[57] 4月15日、スペースXは、降下終了段階、着陸、転倒、そしてASDSのデッキ上で第一段が分解して爆発する様子を撮影したビデオを公開した。 ^[58]

ファルコン9の第一段を発射場近くの地上パッドに着陸させる最初の試みは、2015年12月21日の夜に行われたファルコン9フルスラストバージョンの初飛行である20回目の飛行で行われた。着陸は成功し、第一段は回収された。 ^{[45] [59]}これは、ロケットの第一段が軌道打ち上げミッションを推進した後に地球に戻り、制御された垂直着陸を達成した歴史上初めてのことであった。

SpaceXは、ケープカナベラル空軍基地に最近建設したランディングゾーン1施設（旧ローンチコンプレックス13 ）への着陸を試みることで完了する、8回目のブースター制御降下テストの実施を米国連邦航空局（FAA）の規制当局に申請した。^[60] FAAは、環境へのダメージが最小限であると評価した後、SpaceXによるこの着陸の試みを許可した。^{[61] [62]さらに、NASAは、打ち上げおよび着陸地点近くの}NASAコーズウェイを閉鎖し、打ち上げおよび着陸試行中の立ち入り禁止区域のサイズを大幅に拡大する予定だった。^{[63] [64] [更新が必要]}地上パッドまたは海上のドローン船への着陸を試みる両方のオプションは、打ち上げ当日まで残っていた。ブースターをケープカナベラルに戻すという最終決定は、潜在的な着陸地点の天候を含むいくつかの要因に基づいて行われた。^{[出典が必要]}

20便は2015年12月21日20時29分EST （2015年12月22日01時29分UTC ）に離陸した。約9分45秒後、第1段が発射台に垂直に着陸した。^{[45] [59] [65]}

スペースXはファルコン9フライト20の第一段を再度飛行させなかった。^{[66]その代わりに、ロケットは検査され、}静的燃焼試験を行うために数マイル北の発射台に戻された。高温燃焼試験の後、スペースXは将来の着陸後の打ち上げロケット設計の再飛行能力を評価するために、ロケットを詳細に評価した。

12月31日、スペースXはステージに損傷は見つからず、再発射の準備ができていると発表した。^{[67] [68]} 2016年1月15日、スペースXは回収されたブースターの静的燃焼試験を実施し、外側のエンジンの1つ（エンジン9）の推力変動を除いて、全体的に良好な結果を報告した。イーロン・マスクは、これは破片の摂取による可能性があると報告した。^[69]

このブースターは2016年8月20日からカリフォルニア州ホーソーンのSpaceX本社の外に展示されている。

ファルコン9 v1.1の最後の打ち上げとなったフライト21では、ジェイソン3のペイロードが搭載された。一時は、これが第一段を地上に着陸させる最初の機会だったが^{[70] 、2015年6月に}ファルコン9フライト19が失われたため、打ち上げは再編成された。ジェイソン3は2016年1月17日に無事に打ち上げられ、第一段はなんとか軟着陸に向けて減速したものの、着陸脚の1つにあるロックアウトコレットが正しくラッチされず、着陸後にロケットが倒れて爆発した。^{[71] [72]}イーロン・マスクは、湿度の高い打ち上げ環境によりコレットに氷が積もり​​、ラッチが故障した可能性があると指摘した。^{[73] [74]}

2016年3月4日、ファルコン9の22回目のフライトは、重量5,271kg（11,620ポンド）のSES-9 通信衛星を打ち上げた。^{[75] [76]これは、}高エネルギーの静止 トランスファー軌道（GTO）を目標とした、ロケット史上最大のペイロードであった。その結果、ファルコン9の第一段は分離後に弾道軌道を辿り、空気力学的損傷の可能性を軽減するために、燃料をほとんど使用せずに高速で大気圏に再突入した。

そのため、スペースXはファルコン9ブースターを大西洋に停泊中の海上バージ「 Of Course I Still Love You」に着陸させることは期待していなかった。イーロン・マスクはツイッターで着陸の試みが失敗したことを確認した。 ^{[77] [78]}

2016年4月8日、フルスラストバージョンの3回目の飛行となるファルコン9フライト23では、第一段が大西洋上でブーストバックと再突入操作を行っている間に、SpaceX CRS-8貨物を国際宇宙ステーションへ運んだ。打ち上げから9分後、ブースターはフロリダの海岸線から300km (190マイル)離れたドローン船「オブ・コース・アイ・スティル・ラブ・ユー」に垂直に着陸し、 SpaceXの再利用開発プログラムにとって長年待ち望まれていたマイルストーンを達成した。^[44]

この段階（シリアル番号B1021）は改修され、2017年3月にSES-10ミッションのために再飛行され、再使用型ロケットの開発における新たなマイルストーンを打ち立てました。

2016年5月6日、ファルコン9フライト24は、第一段が事前のブーストバックなしで弾道条件下で再突入燃焼を行っている間に、JCSAT-14衛星を静止トランスファー軌道（GTO）に運びました。大気圏での制御された降下の後、ブースターはドローン船Of Course I Still Love Youに近づくと短時間の着陸燃焼を実行し、垂直着陸に成功しました。この2回目の海上着陸は、分離時のブースターの速度がCRS-8の低地球軌道への打ち上げ時の時速6,650 km（4,130 mph）と比較して約8,350 km/h（5,190 mph）であったため、前回よりも困難でした。^[79]飛行エンベロープの限界をテストする実験を進める中で、スペースXは、以前の試みで見られた単一エンジンの燃焼ではなく、3つのエンジンによるより短い着陸燃焼を選択しました。このアプローチでは、できるだけ長くステージを自由落下させ、より急激に減速させることで燃料消費を抑え、重力に対抗するために消費されるエネルギーを最小限に抑えます。^[80]イーロン・マスクは、この第1段は再び飛行することはないかもしれないと示唆し、代わりに将来の第1段ロケットが良好であることを確認するための地上テスト用のライフリーダーとして使用されるだろうと述べました。^[81]

2016年5月27日、ファルコン9の25回目のフライトは、タイコム8号を超同期トランスファー軌道に送り込み、高い再突入速度にもかかわらず、第1段は再びスペースXの無人機船に無事着陸した。^[82]着陸により片方の脚の「クラッシュコア」が押しつぶされ、無人機船に載ったステージが著しく傾いた。^[83]

2016年6月15日、ファルコン9の26便目はユーテルサット117W B ^[84]とABS 2A ^{[85] の}衛星をGTOに無事に打ち上げた。第一段は再突入燃焼を行い、グリッドフィンを展開してバージへの着陸を試みた。着陸は最後の瞬間に失敗したが、これは液体酸素燃料の枯渇により第一段エンジンの1つの推力が低下したためである。そのため、第一段がドローンのデッキの真上にある間にエンジンが早期に停止し、着陸に失敗した。^{[86] [87]}

2016年7月18日の早朝、CRS-9ミッション用のドラゴン宇宙船を搭載したファルコン9便27便が、ケープカナベラルの第1着陸ゾーンに第1段の着陸に成功した。^[88]

2016年8月14日、ファルコン9フライト28は日本のJCSAT-16通信衛星を静止トランスファー軌道に打ち上げることに成功した。第一段は大気圏に再突入し、大西洋に浮かぶ無人機「Of Course I Still Love You」に垂直に着陸した。 ^[89]

スペースXは、飛行済みのブースターを再利用するために必要な手順を明確にするために、地上着陸と海上着陸の両方で多数の第一段を回収し続けた。同社は、2016年末までに飛行済みのファルコン9ロケット段を商業的に提供することを望んでいたが、^{[90] [91]、}再利用された最初のブースターは最終的に2017年3月30日のSES-10ミッションで打ち上げられた。ブースターはうまく機能し、2度目の回収が行われた。

2016年1月、マスク氏は2016年の着陸試行の成功確率を約70パーセントと見積もり、2017年には90パーセントまで上がることを期待していると述べた。また、同社は「さらに数回のRUD」を予想していると警告した。これは、ロケットの破壊をユーモラスに婉曲的に表現した「急速な予定外の^{解体」という言葉に由来している。 [92]}マスク氏の予測は実際の数字に近く、2016年には飛行した8基のうち5基 (63%) が回収され、2017年には14基のうち14基 ( 100%) が回収された。重量ペイロード用の3回のGTOミッションは、着陸用に装備されていない使い捨て構成で飛行した。2017年には5基のブースターが2度目の飛行を行い、ブースターの定期的な再利用の始まりとなった。 2018年と2019年には、ミッションの半分以上が再利用されたブースターを使用して飛行され、2021年までに90％以上の飛行で以前の飛行からのブースターが再利用されました。

• 
  ファルコン9の第一段は自律宇宙港ドローン船への着陸を試み、着陸脚は展開中である。
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  ファルコン9フライト17の第一段は、CRS-6の打ち上げ成功後、ドローン船への制御着陸を試みる。
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  ファルコン9フライト20の第1段がランディングゾーン1に着陸する直前の瞬間
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  ファルコン9フライト20の着陸後の第一段
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  ファルコン9便21号機が脚のロックが壊れて軟着陸し転倒する前の着陸進入
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  ファルコン9フライト23の第一段はドローン船への最初の着陸に成功した。
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  ファルコン9フライト24の第一段がドローン船に搭載される
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  ファルコン9フライト25の第一段がドローン船に傾いて接近

• SpaceXの再利用可能な打ち上げシステム開発プログラム
• ファルコン9とファルコンヘビーの打ち上げリスト
• ファルコン9第一段ブースターのリスト

• 2014 年 4 月の CRS-3 第一段階着陸テストのビデオ: 低品質、破損したデータ、NSF チームによるオープンソース復旧作業によってビデオ フレームが復旧された後の高品質。
• ORBCOMM ミッション 1 第一段着陸テストの搭載カメラ ビデオ: Falcon 9 第一段帰還: ORBCOMM ミッション、SpaceX が公開した制御降下テストのビデオ、2014 年 7 月。
• ORBCOMM Mission-1 第一段着陸テストの追跡機カメラビデオ: Falcon 9 第一段再突入映像 (飛行機から)、SpaceX が公開した制御降下テストのビデオ、2014 年 8 月 14 日公開。