Falcon 9

De eerste Falcon 9 werd in 2008 voor de mating test op het parkeerterrein bij Cape Canaveral Lanceercomplex 40 in de openlucht geassembleerd.

Het eerste ontwerp van de Falcon 9 werd in 2005 gepresenteerd en zou aanvankelijk met Merlin 1B-motoren worden uitgerust en een krachtiger negenmotorige variant zijn van de vijfmotorige Falcon 5 die SpaceX al in ontwikkeling had. De Merlin 1B werd echter doorontwikkeld tot de krachtiger Merlin 1C, die zich bewees op de Falcon 1. De Falcon 5 werd uiteindelijk geannuleerd en ook Falcon 1 operaties werden stopgezet. Voor de ontwikkeling van de Falcon 9 ontving SpaceX vanaf 2006 subsidies van NASA in het kader van Commercial Orbital Transport Services-programma waarvoor SpaceX ook de Dragon ontwikkelde. In 2008 werden op SpaceX' testterein in McGregor de eerste tests met een Falcon 9 uitgevoerd en werd nabij Cape Canaveral Lanceercomplex SLC-40 bij gebrek aan een hangar (die nog gebouwd moest worden) in de open lucht een eerste Falcon 9 1.0 geassembleerd en op het lanceerplatform gezet voor een mating-test waarbij gekeken werd of alle grond- en raketsystemen goed pasten en samenwerkten. Bijzonder aan deze raket was dat deze met een "payload fairing" was uitgerust. De Falcon 9 1.0 heeft namelijk nooit met payload fairing gevlogen. In 2010 was alles gereed voor de eerste lancering.[4]

De eerste Falcon 9-vlucht werd, na enkele keren te zijn uitgesteld, op 4 juni 2010 vanaf platform 40 van de ruimtehaven Cape Canaveral Air Force Station met succes gelanceerd. De lading van deze raket, een Dragon-massasimulator, werd in een baan om de aarde gebracht. De tweede vlucht, de eerste met het onbemande SpaceX Dragon-ruimtevaartuig boven op de draagraket gemonteerd, vond plaats op 8 december 2010. Na de lancering vanaf Cape Canaveral ging de Dragon twee keer rond de Aarde om uiteindelijk in de Grote Oceaan te eindigen.

De eerste uitvoeringen van de Falcon 9 vielen in de "medium lift"-categorie, maar door een aantal tussentijdse aanpassingen is de transportcapaciteit naar de lage aardbaan vergroot tot meer dan 20.000 kg, met als gevolg dat latere uitvoeringen van de raket geclassificeerd worden als "heavy lift vehicle" (categorie zwaar transport).

SpaceX heeft een contract met NASA om het Internationaal ruimtestation (ISS) te bevoorraden, in het kader van het "Commercial Resupply Services"-programma. Daartoe wordt de Dragon-module gelanceerd met het rakettype Falcon 9. Voor het "Commercial Crew-programma" wordt volgens planning vanaf 2019 ISS-bemanning vervoerd met Dragon 2, met eveneens een Falcon 9 als raket voor de lanceringen. Ook is de Falcon 9 door het Pentagon als EELV gecertificeerd voor al dan niet geheime militaire missies. Verder wordt de Falcon 9 ingezet voor lancering van zowel commerciële als overheidssatellieten.

De Falcon 9 is in staat om meerdere satellieten tegelijk te lanceren. Om die reden heeft SpaceX de lichtgewicht-Falcon 1 – die aan de basis van de technologie van de Falcon 9 stond – buiten gebruik gesteld. Voor zogenaamde polar-orbit-missies die een baan om de aarde over de noord- en zuidpool hebben of (de zelden voorkomende) missies die tegen de draairichting van de aarde in gaan (naar het westen vliegend dus), lanceert SpaceX ook Falcon 9- en eventueel in de toekomst Falcon Heavy-raketten vanaf Vandenberg Air Force Base in Californië.

Falcon 9 is opgebouwd uit twee trappen. De eerste trap wordt vaak de "core-booster" genoemd en de tweede trap wordt "upperstage" genoemd. De core-booster wordt voortgestuwd door negen SpaceX Merlin 1C- of 1D-raketmotoren met een totale voortstuwingskracht van ongeveer 5,8 MN.[5] De Merlins worden ontstoken met TEA/TEB een pyrifore ontstekingsvloeistof die een mix is van tri-ethylboraan en tri-ethylaluminium. Het gewicht van een lege core-booster is ongeveer 27.000 kg en de hoogte is 48 meter (inclusief de vaste tussenring). De bovenste trap wordt voortgestuwd door een, voor vacuüm aangepaste, Merlin-motor. Zowel Merlin 1C als 1D werken op RP-1 als brandstof, een voor raketaandrijving aangepaste kerosine. Voor de chemische reactie (ontbranding) wordt vloeibare zuurstof ("liquid oxygen", afgekort als LOX) ingezet. Vier kleine hypergolische Draco-motoren zorgden op de Falcon 9 1.0 voor de besturing, op de latere uitvoeringen zijn deze vervangen door stuwers van koud-stikstofgas (nitrogen cold gas thrusters). Voordeel hiervan is dat de zeer giftige brandstof hydrazine niet meer aan boord van de Falcon zelf is waardoor een gelande booster betrekkelijk snel, veilig te benaderen is. Veel ladingen zoals Dragons en satellieten gebruiken echter wel hydrazine. Voor de gecontroleerde landing is de core-booster onderaan uitgerust met een landingsgestel bestaand uit vier hydraulisch uitklapbare poten met een locking-mechanisme en bovenaan zogenaamde "grid fins" om na terugkeer in de atmosfeer mee te kunnen sturen. Om de brandstoftanks onder druk te houden wanneer tijdens de vlucht de brandstof eruit gebruikt wordt, zitten er heliumflessen in de tanks die de vrijkomende ruimte aanvullen met helium.

Dragon-missie CRS-2 werd met een Falcon 9 v1.0 gelanceerd.

De Falcon 9 v1.0 werd aangedreven door negen SpaceX Merlin 1C-raketmotoren, die ook in de eerdere Falcon 1 met succes werden gebruikt. De motoren van de eerste trap waren in een zogenaamde 3x3 ophanging geplaatst. Van de Falcon 9 v1.0 werden er vijf stuks gelanceerd. Deze raket was met een lengte van 47,8 meter een stuk korter dan de latere uitvoeringen. De eerste vlucht was op 4 juni 2010 en de laatste op 1 maart 2013. De Falcon 9 v1.0 heeft alleen Dragons en op de eerste vlucht een Dragon-massasimulator gelanceerd.

De 3x3 configuratie van de Falcon 9 v1.0 en de octaweb-configuratie van de Falcon 9 v1.1 en latere versies

De Falcon 9 v1.1 was 60% krachtiger en werd aangedreven door negen SpaceX Merlin 1D-raketmotoren die krachtiger zijn (de stuwkracht-gewichtsverhouding van de Merlin 1D is de effectiefste voor een raketmotor tot nog toe), waardoor de raket meer vracht kan meenemen. De motoren van de eerste trap werden in een zogenaamde octaweb configuratie opgehangen met een motor in het midden en acht motoren in een cirkel eromheen. De Falcon 9 v1.1 werd in september 2013 voor het eerst met succes gelanceerd.[6] Vanaf januari 2015 was SpaceX bezig met het rechtstandig laten landen van de eerste trappen van de Falcon9 v1.1 op een zelfsturend drijvend platform (Autonomous Spaceport Drone Ship, ASDS) in de oceaan. Anno april 2015 waren er drie mislukte pogingen gedaan. Tweemaal viel de booster om en eenmaal werd (bewust) niet op het schip maar in zee geland wegens storm. Deze raketten, die met uitklapbare poten waren uitgerust, werden in de ontwikkelingsperiode (2013-2015) op het 'launch manifest' aangegeven als Falcon 9R of afgekort F9R, maar die toevoeging is verdwenen toen het standaard werd om Falcon 9 van een landingsgestel te voorzien. De toegevoegde "R" stond voor 'reusable' (herbruikbaar). Het doel van deze landingen is om zo min mogelijk schade aan de eerste trap te veroorzaken, zodat ze snel met slechts een kleine controle-en-opknapbeurt kunnen worden hergebruikt. Eerder landden de Solid Rocket Boosters van de spaceshuttle aan een parachute in zee. Die raakten echter zwaar beschadigd door het zeewater, waardoor de opknapbeurt een dure en tijdrovende bezigheid was die vrijwel geen besparing opleverde. Van de Falcon 9 v1.1 werden er vijftien stuks gelanceerd. Met dit type is uiteindelijk geen succesvolle landing uitgevoerd hoewel de laatste booster (waarvan een poot niet goed vergrendeld was en terug inklapte waarna de raket omviel) er dichtbij kwam.

Vanaf vlucht OG2 (21 december 2015)[7] tot en met CRS-15 (29 juni 2018) vloog de Falcon 9 v1.1 full thrust 36 keer met succes. Deze raket die in de media vaak Falcon 9 v1.2 of Falcon 9-FT werd genoemd, had een 20% krachtiger booster en een 2 meter langere tweede trap, die door gebruik van een nieuwe brandstofverhouding 25% meer kracht uit de Merlin-1D-raketmotoren kon persen. Hierdoor ontstond de capaciteit die nodig was om de eerste rakettrap terug naar lanceerbasis te laten vliegen en rechtstandig te laten landen op het landingsplatform.[8] Door de brandstof, RP1-raketkerosine en vloeibare zuurstof (LOX) extra koud te maken (Rp1 -7 °C en LOX -206 °C net boven de vriestemperatuur van zuurstof) paste er meer LOX in de tanks van de Falcon 9 v1.1FT en kon er meer brandstof tegelijk naar de Merlin-1D-motoren.[9] Deze tanks moesten echter korter voor de lancering worden gevuld. Het vulproces begon vijfendertig minuten voor de lancering in plaats van drie uur.[10] Voor vluchten die meer brandstof eisten, doordat de lading erg zwaar was of extra snelheid is vereist, bleef een drone-schip de plaats om te landen. Ook moest er voor iedere landing op land speciale toestemming van de luchtvaartautoriteiten worden verkregen. In de loop van 2016 en 2017 werden nog kleine aanpassingen aan het ontwerp van de Falcon 9-FT gemaakt, waardoor de kracht van de motoren nog eens met 15% werd verbeterd. Doordat deze verbeteringen stapsgewijs werden doorgevoerd zijn er vier uitvoeringen van de Falcon 9 FT gebruikt. Deze variaties worden omschreven als Block-1, Block-2, Block-3 en Block-4. Van de Block-2 en Block-3-uitvoeringen is niet duidelijk wat de eerste vlucht was. De eerste Falcon 9 Block-4-lancering was CRS-12.[11] De Block 3 uitvoering bleef een aantal maanden naast de Block 4 bestaan. Beide uitvoeringen konden vanaf dezelfde lanceerinstallaties worden gelanceerd. De boostertrappen van de Block 3 en Block 4 waren beiden geschikt bevonden voor maximaal twee vluchten. Om die reden liet SpaceX vanaf november 2017 de resterende Block-3- en Block-4-boosters op hun tweede vlucht niet meer landen om zo de oude voorraad boosters uit te faseren en ruimte voor de volgende generatie Falcon 9’s te maken. Wel werden landingen in het water uitgevoerd om data over hoog-energetische landingen te winnen zonder een landingsschip te beschadigen. Ook bespaarde SpaceX hiermee de kosten van de berging, opslag en sloop van deze verder onbruikbare rakettrappen. Op de laatste drie Block-4-vluchten was de tweede trap al als Block-5 uitgevoerd. De Block-4-uitvoering had volgens Musk wel vaker dan twee keer kunnen vliegen, maar dat zou na iedere vlucht intensief onderhoud vergen.

Een Falcon 9 Block-5

In een Reddit "Ask Me Anything" (AMA) op 24 oktober 2016 gaf de eigenaar van SpaceX, Elon Musk, aan dat er nog één laatste grote upgrade van de Falcon 9 aan komt. Deze Falcon 9 Block-5 moet lange tijd actief blijven en veelvuldig worden hergebruikt.[12]. De Block-5-uitvoering maakte op 11 mei 2018 zijn eerste vlucht.

De negen Merlin 1D-motoren van eerste trap van Falcon 9 Block 5 die in de toenmalige planning eind 2017 operationeel zijn zo’n acht procent krachtiger dan de geüpgrade Falcon 9FT (Block 3 en 4). De Merlin 1D van de tweede trap is zo’n vijf procent krachtiger. De raket is op zo’n 100 punten geüpgraded. Zo kreeg de Block-5 een aantal verbeteringen waardoor herbruikbaarheid soepeler moet gaan en de raket voor lancering van bemande ruimteschepen kan worden goedgekeurd. Een van de verbeteringen zijn verbeterde turbopompen in de Merlin 1D-motoren. In de loop der tijd was namelijk duidelijk geworden dat er in sommige rotorbladen haarscheurtjes ontstonden[13]. Ook zijn de gridfins niet meer van aluminium maar van titanium. Bij de re-entry na zware GTO-missies bleken de aluminium gridfins door atmosferische wrijving zo heet te worden dat ze door verbranding beschadigd raakten. De titanium gridfins kunnen temperaturen van meer dan 1000 graden Celsius verdragen en zijn volgens Elon Musk de grootste titanium structuren uit een stuk op aarde. De nieuwe gridfins werden overigens voor het eerst ingezet op vlucht Iridium-2 die met een Falcon 9 Block-3 werd uitgevoerd. Het landingsgestel was ontworpen om inklapbaar te zijn waardoor het na de landing niet meer hoeft te worden gedemonteerd en de onderzijde is met een verbeterd hitteschild uitgerust. Aanvankelijk bleek het inklappen van de landingspoten echter niet te werken en werden deze nog een tijd lang verwijderd tot er een verbeterd ontwerp was. Na vlucht CRS-17 begin mei 2019 werden de landingspoten voor het eerst opgeklapt.[14] De boostertrap van de Falcon 9-Block-5 zou in theorie binnen 24 uur opnieuw gelanceerd kunnen worden.[15]. Musk hoopte dat in 2019 ook in de praktijk te kunnen bewijzen maar er deed zich dat jaar geen gelegenheid voor waarbij zo kort op elkaar zou worden gelanceerd. Dat het ontwerp van de Falcon 9 hierna wordt bevroren is belangrijk voor NASA’s Commercial Crew-programma waaronder SpaceX bemanningen in een Dragon 2-capsule naar het ISS zal vervoeren. Aanpassingen brengen altijd risico’s met zich mee en de raket moet zich minimaal zevenmaal in dezelfde configuratie hebben bewezen voordat NASA toestaat dat er een bemande capsule mee mag worden gelanceerd. Iedere aanpassing zou er voor zorgen dat de raket opnieuw goedgekeurd zou moeten worden. Overigens heeft Musk gemeld dat er mogelijk nog wel enkele kleine aanpassingen komen. De motoren van de eerste trap zouden nog twee procent krachtiger kunnen worden en de motor van de tweede trap zou nog vijf procent aan kracht kunnen winnen. Het octaweb, de structuur aan de onderkant van de raket waarin de motoren zijn opgehangen is gemaakt van aluminium 7000 in plaats van aluminium 2000 dat op eerdere uitvoeringen werd gebruikt. Ook is het Octaweb watergekoeld zodat het minder heet wordt. Bovendien zijn de onderdelen van het octaweb met bouten en moeren aan elkaar bevestigd en niet meer gelast waardoor die onderdelen gemakkelijk gerepareerd of vervangen kunnen worden. De Falcon 9 Block-5 is uitgerust met verbeterde COPV[16] heliumtanks waarbij een herhaling van het Amos-6 ongeluk waarbij stollende zuurstof een COPV beschadigde, onmogelijk moet zijn. Toch zijn er twijfels over de veiligheid van COPV’s. NASA heeft SpaceX daarom gevraagd om een voorraadje heliumtanks van Inconel te maken als backup voor bemande vluchten. Mochten de twijfels blijven dan kunnen deze tanks gebruikt worden. De Block-5 booster is aan zijn uiterlijk gemakkelijk te onderscheiden van eerdere versies doordat het SpaceX-logo op de Block-5 kleiner is uitgevoerd en ter hoogte van de zuurstoftank zit. Op die plek hecht door de extreem koude temperatuur van de zuurstof geen roet aan de raket en blijft het logo zonder schoonmaakbeurt zichtbaar. Ook zijn de interstage, de externe leidingen en het landingsgestel in het zwart uitgevoerd waar dat bij eerdere varianten wit is. Die zwarte delen hebben een nieuw soort hitteschild dat ook nog eens waterafstotend is zodat het behalve tegen de hitte van de luchtwrijving ook tegen bluswater bestand is.

De eerste Falcon 9-Block-5 bevatte nog niet alle upgrades waaronder de verbeterde COPV’s. Deze lancering telt daardoor nog niet mee voor de zeven kwalificatievluchten die voorafgaand aan de eerste bemande testvlucht onder NASA’s Commercial Crew development-programma zijn vereist[17]. De nieuwe COPV’s zullen pas op de onbemande testvlucht van de Crew Dragon (vluchtnaam DM1) worden gebruikt.

Musk verwachtte in eerste instantie tussen de 30 en 50 block-5-boosters in gebruik te hebben voor zo’n 300 lanceringen. Inmiddels heeft hij dat bijgesteld naar 20 inclusief Falcon Heavy-boosters omdat de ontwikkeling van het Starship dat de Falcon 9 moet opvolgen voorspoedig lijkt te gaan. De eerste block-5 booster (B1046) werd na de eerste vlucht bijna volledig uitelkaar gehaald en onderzocht om te bewijzen dat deze geschikt voor hergebruik. Een paar maanden later maakte deze zijn tweede vlucht.

In september 2018 was de onderhoudstijd van de Block-5 reeds teruggebracht tot vier weken. Dit hoopt SpaceX in de loop van 2019 tot een dag te kunnen verkorten.

SpaceX heeft zich ten doel gesteld raketten goedkoper te kunnen lanceren door ze meermaals te kunnen gebruiken.

De eerste fase daarvan was het herbruikbaar maken van het duurste deel van de Falcon 9, de eerste trap (core-booster) die ongeveer 70% van de totale lanceerbedrag kost. Dit is reeds de praktijk geworden. In het inmiddels afgeronde proces van experimentele landingen, dat een aantal jaren in beslag nam, is het zeven keer gelukt om een core-booster te laten landen; vijfmaal lukte dit niet. Sinds CRS-10 (19 februari 2017) worden boosterlandingen als routine gezien. Het totaal aantal geslaagde boosterlandingen (inclusief Falcon Heavy boosters) stond op 29 januari 2020 op 49 en de boosters worden sinds de introductie van de Block-5 variant in 2018 veelvuldig hergebruikt. Eerdere versies konden maar een keer worden hergebruikt. De eerste "reflight" vond plaats op 30 maart 2017 met missie SES-10. Voor die vlucht werd de booster die CRS-8 tot de rand van de ruimte bracht hergebruikt. Het hergebruiken van de eerste trappen zou de prijs per lancering vanaf 2017 met 30 procent moeten doen verminderen. Musk gaf aan in 2017 mogelijk zes vluchten met gebruikte boosters uit te voeren. Voor de eerste Falcon Heavy-vlucht zijn twee eerder gebruikte Falcon 9 boosters aangepast om als side-boosters te functioneren[18]. Gelande boosters zien er met een hoogte van 47 meter op het oog erg instabiel uit. De werkelijkheid is echter dat de brandstoftanks bij de landing bijna leeg zijn en het grootse deel van het totaalgewicht de merlin-motoren zijn die onderaan zitten. Daardoor staat de booster stevig genoeg om op het dek van een schip dat aan golfslag onderhevig is te blijven staan. Zelfs wanneer deze enigszins uit het lood staat zoals bij de vluchten Thaicom 8 en BulgariaSat 1 het geval was. Om het zekere voor het onzekere te nemen heeft SpaceX een zware robot ontwikkeld die zichzelf onder een op het droneschip gelande Falcon-booster kan rijden en de booster kan vastgrijpen en ondersteunen. Deze robots zijn in het voorjaar van 2017 aanboord van de droneschepen geplaatst en werd voor het eerst ingezet na de harde landing van BulgariaSat 1-booster op 23 juni 2017.

De landingsprocedure van de eerste trap komt zeer precies. Als de raket terugkeert naar land wordt de zogenaamde backburn uitgevoerd waarbij de laterale richting en snelheid van de raket wordt gedraaid. De opwaartse snelheid wordt daarna nog door de gravitatie van de aarde teniet gedaan. Na de backburn stijgt de rakettrap dus nog zo’n honderd kilometer naar een hoogte van bijna tweehonderd kilometer. Wanneer de raket voor een landing op een droneschip gaat, dan vervolgt deze zijn ballistische vlucht zonder backburn. De raket wordt dan bestuurd door het reaction control system dat bestaat uit een aantal stikstof-stuwers.

Voordat de raket de atmosfeer binnenkomt worden de motoren ontstoken voor de re-entry burn om zoveel af te remmen dat de raket aan zo minimaal mogelijke luchtwrijvingshitte wordt blootgesteld. Er moet dan wel voldoende brandstof voor de landing overblijven. Bij de vlucht door de atmosfeer wordt de booster verder afgeremd door de lucht. De gridfins zorgen dan voor de sturing. Met name het octaweb en de gridfins worden aan de hitte blootgesteld.

Een of drie raketmotoren worden afhankelijk van de resterende snelheid gebruikt om de rakettrap met de landing burn af te remmen en op het moment van de eigenlijke landing tot stilstand te brengen. De minimale kracht van een Merlin 1D is zo krachtig dat wanneer de bijna lege raket iets te vroeg tot stilstand zou komen deze weer omhoog zou vliegen en vervolgens met een lege tank zou neerstorten. Maar ontbranden de landingsmotoren te laat dan breekt het landingsgestel door de hoge snelheid en crasht de raket eveneens. Deze hoverslam methode moet dus in één keer goed waarbij de timing van de ontsteking van de motoren perfect moet zijn.

De raket wordt tijdens de vlucht terug naar aarde richting een plaats op zee niet ver van de landingsplaats gericht. Pas tijdens de landing burn wordt de raket naar de eigenlijke landingslocatie gestuurd. Dit voorkomt dat een raket wanneer er iets mis gaat voor de landing burn het landingsschip of de landingsplaats beschadigt. Ook is de boordcomputer uitgerust met informatie waar bebouwing is zodat de raket “weet” wat hij moet ontwijken[19].

Het is sinds begin 2017 de landingen als routine werden beschouwd slechts twee keer voor gekomen dat een Falcon 9-boosterlanding mislukte.

Wanneer de booster op een droneschip is geland, dan rijdt er een zelfsturende zeer zware robot over het dek tot onder de motoren. Deze heeft vier grijparmen die in het octaweb worden vastgezet zodat de raket bij stevige golfslag niet over het dek kan glijden (iets wat een enkele keer voor het gebruik van de robot is gebeurd). Daarna kan het droneschip terug naar de haven worden gesleept waar de raket met kraan op de kant wordt gezet. Om de raket op te hijsen wordt er een hijskap op de top van de booster geplaatst. Bij Full Thrust boosters werd de raket eerst op een speciale “kruk” op de kade geplaatst waarna het landingsgestel werd verwijderd. Voor de Block-5 uitvoering is de hijskap aangepast met vier lieren waarmee de landingspoten worden opgehesen en ingeklapt. Daarna wordt de booster met behulp van een tweede, kleinere kraan in horizontale positie gebracht, op een voertuig gelegd en naar een hangar voor inspectie en onderhoud gereden.

Bij een landing op land hoeft de raket niet te worden gestabiliseerd door een robot. Verder zijn de procedures vrijwel gelijk.

De volgende stap in herbruikbaarheid die Elon Musk na de tweede succesvolle landing aankondigde is dat de zogenaamde "payload fairing"[20] die zo'n zes miljoen dollars kost, herbruikbaar moet worden. De neuskegel wordt ongeveer drie-en-een-halve minuten na de lancering op een hoogte van zo'n 100 kilometer, waar vrijwel geen lucht meer is, in twee delen afgeworpen en valt normaliter te pletter in zee. Men sprak erover dat de delen met stuurbare parachute op drijvend luchtkussens landen[21]. Op 30 maart 2017 werd zeker één deel van een neuskegel voor het eerst op de juiste plaats in zee geland[22]. Eerder plaatste SpaceX al kleine camera's in de fairing om de re-entry te bestuderen. Een filmpje daarvan werd in 2015 op YouTube geplaatst.[23]. Na vlucht Iridium-2 op 25 juni 2017 meldde Musk op Twitter dat er problemen met de bestuurbare parachute moesten worden opgelost. Hij verwachtte dat dat voor het eind van het jaar zou lukken.[24] Tijdens vlucht Iridium 4 werd een nieuwe poging tot berging gedaan. Op foto’s op sociale media was te zien dat een van de schepen van SpaceX, de Mr Steven, werd uitgerust met vier ver uitstekende palen op het achterdek waaraan een vangnet bevestigd kan worden[25]. Na enkele pogingen - de boot werd op 50m gemist - werd Mr Steven uitgerust met een nog veel groter net. Hierna werden nog enkele mislukte pogingen tot vangen gedaan en werd er geoefend door neuskegelhelften van onder een helicopter te laten vallen. Na het niet vangen van een helft na vlucht SSO-A (3 november 2018) tweette Elon Musk dat ze de helften uit zee zouden halen, laten drogen en gaan schoonmaken. Door veel media werd daarna gespeculeerd dat de strategie van het vangen wordt losgelaten. Mr.Steven werd in februari 2019 naar Port Canaveral gevaren en aan de oostkustvloot toegevoegd. Daarna werd een nieuw type vangnet dat meer meegeeft zodat de fairing er niet uit kan stuiteren geplaatst. In juni 2019 werd de naam van het schip na te zijn verkocht aan Guice Offshore veranderd in GO ms. Tree. Een naam die in lijn is met andere schepen van dat bedrijf die ook door SpaceX worden gehuurd GO Quest, GO Searcher en GO Pursuit heten. Op zijn eerste missie aan de oostkust lukte het SpaceX een helft te vangen. Het betrof Falcon Heavy-vlucht STP-2. In 2019 werd ook een zusterschip van GO ms. Tree, genaamd GO ms. Chief gehuurd en aangepast voor neuskegellandingen. Het vangen van neuskegels is behoorlijk ingewikkeld omdat de wind en golfslag een grote moeilijker voorspelbare rol spelen. Daarom zijn de fairingcatcher-schepen met een tweede net uitgerust waarmee een gemiste neuskegelhelft uit zee kan worden gevist. Ook dan is een neuskegel herbruikbaar maar is een intensievere opknapbeurt nodig.

In november 2018 gaf Elon Musk aan niet langer op herbruikbaarheid van de tweede trap in te zetten ten behoeve van een snellere ontwikkeling van de BFR.[26]. In eerdere plannen zou ook de tweede trap herbruikbaar worden[27] wat zou inhouden dat de tweede trap met een hitteschild zou moeten worden uitgerust en rechtstandig kunnen landen. Dat plan werd echter voorlopig opgeschort omdat het onvoldoende besparing zou opleveren en SpaceX zijn mankracht liever voor andere projecten inzette[28]. Maar na de successen van vlucht 32 (eerste hergebruikte booster en eerste stap naar herbruikbare neuskegel) gaf Musk aan de ontwikkeling van een herbruikbare tweede trap te heroverwegen. De eerste test zou dan tijdens de Falcon Heavy demonstratievlucht zijn. Hij achtte de kans op succes echter klein[29]. Gwynne Shotwell gaf aan dat het doel van het landen van upperstages niet zozeer herbruikbaarheid is, maar vooral het opdoen van kennis is met het oog op de ontwikkeling van de Big Falcon Rocket die op den duur de Falcon 9 moet vervangen. Dragon mission manager Jessica Jensen gaf in december 2017 nog aan dat de herbruikbare tweede trap op dat moment weinig prioriteit had.

Op 15 april 2018 tweette Elon Musk dat het weliswaar gestoord klinkt maar ze gaan een tweede trap uitrusten met een “gigantische feestballon”, een met helium opblaasbaar geheel dat de tweede trap moet afremmen bij terugkeer in de atmosfeer. Dit werkt bij hoge snelheden beter dan parachutes omdat deze ballon een vaste vorm heeft. De tweede trap vertegenwoordigt ongeveer 20 procent van de totale waarde van een Falcon 9-lancering. In 2013 toonde NASA met experiment IRVE-3 al aan dat een door hun ontwikkeld opblaasbaar hitteschild werkte[30]. Deze techniek zal ook door concurrent ULA worden gebruikt bij het bergen van de hoofdmotoren van de Vulcan. Het is niet duidelijk of ook het plan van SpaceX deze techniek gebruikt. Vanaf vlucht Iridium 6 (eind mei 2018) heeft SpaceX de tijdens de destructieve terugkeer in de atmosfeer van tweede trappen metingen uitgevoerd om zo meer kennis daarover op te doen.

De Falcon 9 wordt gelanceerd vanaf drie lanceercomplexen.

• Lanceercomplex SLC-40 op het Cape Canaveral Air Force Station is het drukst bezette platform en is het langst voor de Falcon 9 in gebruik. Dit platform is alleen uitgerust voor de Falcon 9 en wordt voor lanceringen in de draairichting van de aarde gebruikt. Er werd in 2010 voor het eerst een Falcon 9 gelanceerd. Het lanceerterrein werd een aantal keer geüpgraded en was na het Amos 6 ongeluk ruim een jaar uit de running. Vroeger was dit complex in gebruik voor de Titan III en Titan IV
• Lanceercomplex SLC-4E van Vandenberg Air Force Base zag in 2013 zijn eerste Falcon 9-lancering. Het wordt gebruikt voor lanceringen naar polaire-en-retrograde-aardbanen. Bij de bouw van dit Lanceercomplex werd al rekening gehouden met de Falcon Heavy. Met enkele aanpassingen kan ook die raket er worden gelanceerd. Het complex was vroeger in gebruik voor verschillende Titanconfiguraties en de Atlas-Agena
• LC-39A van het Kennedy Space Center ligt enkele kilometers noordelijk van SLC-40. Het zag zijn eerste Falcon 9 lancering in 2017. Het was toen versneld in gebruik genomen omdat SLC-40 zwaar beschadigd was en het de taken daarvan tijdelijk moest overnemen. Hoofddoel van het platform zijn echter Falcon Heavy-lanceringen en bemande Falcon 9 lanceringen. Het platform werd vroeger gebruikt voor Apollo-en-Spaceshuttle-lanceringen waaronder Apollo 11.

SpaceX heeft een ruimtehaven in Zuid-Texas in ontwikkeling. Lange tijd was het plan om ook daar Falcon 9’s te lanceren. Inmiddels zijn die plannen veranderd en wordt dit in eerste instantie de test-en-lanceerlocatie van de BFR.

Tot nog toe[31] hadden alle Falcon 9-versies (1.0, 1.1, 1.1FT en de Block 5) te maken met ieder één ernstige anomalie. Twee Falcon 9-missies mislukten volledig (Falcon 9 v1.1-vlucht nummer 19, missie CRS-7, en Falcon 9 FT, voorgenomen vlucht 29, missie Amos-6), en bij twee vluchten is een van de 9 hoofdmotoren uitgevallen (Falcon 9 v1.0, vlucht-nr 4, missie CRS-1 en Falcon 9-Block 5, vlucht nr-83, Starlink V1L5). Na 50 vluchten kon worden gesteld dat de Falcon 9 97 procent succesvolle missies vloog. Wanneer Amos-6 wordt meegerekend[32], dan stond de succes-rate na 51 vluchten op 95,1 procent. Het mislukken van een boosterlandingen is daarin niet meegenomen daar dat geen onderdeel van de eigenlijke missies is.

Doordat de eerste trap, net als Saturnus V, meerdere motoren bevat, kan een missie toch doorgaan, mocht een van de motoren tijdens de vlucht uitvallen. Falcon 9 is de eerste raket sinds de Saturnus-serie van het Apolloprogramma die deze mogelijkheid heeft. De Merlin-1C en de Merlin-1D zijn ook nog eens voor herbruikbaarheid ontworpen en kunnen veel meer aan dan veel andere raketmotoren. De Merlin-1C die ook op de Falcon 1 werd gebruikt was zelfs ontworpen om tegen zeewater te kunnen.

Een Falcon 9 stuurt tijdens een lancering meer dan 3000 parallelle telemetrie-datastromen door waarvan een groot aantal van kleine (interne) HD-camera's afkomstig zijn. Hierdoor is het mogelijk minutieus onderzoek te doen naar oorzaken van een eventueel ongeluk. Dit heeft ook de waarschijnlijke oorzaak van het ongeluk met vlucht CRS-7 naar voren gebracht.

Sinds vlucht 30 (CRS-10) heeft de Falcon 9 een actief autonoom vlucht veiligheid systeem (AFSS, Autonomous Flight Safety System) aan boord. Dit systeem werd in samenwerking met onder andere het DoD, NASA, de FAA ontwikkeld en heeft als doel dat een raket die buiten de veilige marges van de vlucht komt het vluchtpatroon zo kan veranderen dat de vlucht op een zo veilig mogelijke wijze wordt afgebroken. Afhankelijk van de afwijking is een onmiddellijk selfdestruct commando een van de mogelijkheden.

Eerder werd dit systeem al op een aantal vluchten getest, maar had het niet de autoriteit tot afbreken. Ook concurrent Northrop Grumman Space Systems ontwikkelde een soortgelijk systeem dat in 2013 debuteerde.

Bij CRS-1 waarbij een motor ontplofte werd de Dragon-module in de juiste baan gebracht, maar de secondaire vracht, een Orbcomm-satelliet, kwam in een te lage baan terecht doordat onder de ontstane omstandigheden de tweede trap Van NASA niet nogmaals mocht ontbranden om de mogelijkheid van een botsing met de reeds afgestoten Dragon en/of het ISS uit te sluiten. De gevolgen voor SpaceX schema waren klein omdat SpaceX op dat moment nog niet zo’n hoog lanceertempo had en genoeg tijd had om de oorzaak samen met NASA te onderzoeken. De anomalie was waarschijnlijk het gevolg van een zwakke plek in het metaal die bij de productie van de Merlin 1C was ontstaan en tijdens testen niet was ontdekt.

Bij de Starlink V1L5 viel een motor uit. Door de engine-out capaciteit kon de booster door langer te branden toch de gewenste snelheid halen. De boosterlanding was door de ontstane afwijking in het traject echter onmogelijk geworden. Omdat het om een oude booster ging die al was afgeschreven voor gebruik voor klanten (Starlink is een divisie van SpaceX) en de hoofdmissie slaagde lijkt deze anomalie vooralsnog weinig gevolgen voor SpaceX lanceerschema te hebben. Desalniettemin werd de oorzaak onderzocht en sloot NASA zich bij het onderzoeksteam aan. Dit was de eerste en vooralsnog enige keer dat een Merlin 1D-motor faalde. De motor bleek te zijn uitgevallen nadat een kleine hoeveelheid 2-propanol (reinigingsvloeistof) in een sensor was gelekt en tot ontbranding was gekomen.[33]

Tijdens CRS-7, een bevoorradingsmissie van het ISS namens NASA op 28 juni 2015, explodeerde de raket twee minuten en negentien seconden na de lancering, vlak voor de ontkoppeling van de eerste trap. De Dragon-capsule, die voedsel, water, kleding en experimenten bevatte, is hierbij met inhoud verloren gegaan. Dit was het eerste ongeluk met een Falcon 9. CRS-7 was de negentiende vlucht van een Falcon 9 en de veertiende vlucht van een Falcon 9 v1.1. De oorzaak bleek te liggen in het afbreken van een steunbalk die een heliumtank op zijn plaats moest houden in de zuurstoftank van de tweede trap. Dit zette een kettingreactie in werking waardoor de tweede trap uit elkaar viel en de eerste trap een zelfvernietigingscommando kreeg. Voor de gewraakte steunbalken die niet allemaal aan de gestelde certificatie-eisen voldeden werd een andere leverancier gezocht. SpaceX zou ze voortaan zelf testen en certificeren. SpaceX zou pas een half jaar later, op 21 december 2015, de 'return to flight' maken.

Op 1 september 2016 explodeerde de Falcon 9 FT die op 3 september Spacecoms 205 miljoen Amerikaanse dollar kostende Amos-6-communicatiesatelliet op de 29e Falcon 9-vlucht had moeten lanceren op het lanceerplatform SLC-40, enkele minuten voor een 'static fire test', waarbij de brandstoftanks worden gevuld en wordt getest of de motoren starten. Volgens de eerste berichten was er in de tweede trap iets misgegaan waarna een zelfvernietigingsmechanisme in werking trad. Op beelden van de explosie die naar buiten kwamen was te zien dat de tweede trap explodeerde en de neuskegel (met vracht) op de grond viel waarna nog een aantal explosies volgden.[34] Een van de heliumtanks die in tank voor vloeibare zuurstof van de tweede trap zitten zou volgens SpaceX door een unieke samenloop van omstandigheden zijn opengescheurd. De vloeibare zuurstof die tot net boven het stollingspunt wordt gekoeld kon vrijelijk tussen de vezels van de koolstofvezelomwikkeling waarmee de heliumtank versterkt is vloeien. Bij het vullen met helium, dat ditmaal voor het eerst kouder dan de cryogene zuurstof was om het vulproces te verkorten[35] koelde de zuurstof nog verder af waardoor hier kristalvorming ontstond. De wrijving tussen ijzig geworden zuurstof en de buitenlaag van de tank maakte dat de vezels een voor een braken waardoor de tank verzwakte tot het punt waarbij de heliumtank kon openscheuren. Hierdoor kwam de zeer hoge druk van het helium in een keer in de zuurstoftank terecht. Deze te hoge druk binnen deed de zuurstoftank scheuren op de naad tussen de kerosinetank en de zuurstoftank. Een vonk[36] bracht alles tot ontbranding. Het lanceerplatform SLC-40 liep grote schade op en was ruim een jaar buiten bedrijf. LC-39A was voor die duur het enige Falcon 9-lanceercomplex aan de oostkust. Het ongeluk weerhield SpaceX voor de duur van vier maanden van het lanceren. Er werd besloten voorlopig naar een ouder vulproces terug te keren en voor later nieuwe heliumtanks te ontwerpen. Op 14 januari 2017 was de 'return to flight'.

De eerste vlucht met de Falcon 9 vond plaats op 4 juni 2010 en bracht met succes de testvracht in een baan om de aarde met een afwijking van minder dan 1 procent. Een experimentele landing van de eerste trap in zee met behulp van parachutes mislukte.

De tweede Falcon 9-demonstratievlucht, op 8 december 2010, bracht de eerste door SpaceX onder NASA’s Commercial Orbital Transportation Services-programma ontwikkelde functionele Dragon in de ruimte. Als secundaire vracht werden twee CubeSats in de ruimte gebracht. Voor de tweede-en-laatste keer werd tevergeefs een parachutelanding van de eerste trap ondernomen. Daarna veranderde SpaceX hun ideeën voor raketlanding en werd de parachutelanding niet meer ondernomen.

Dit was de eerste vlucht met een volledig door een commercieel bedrijf ontwikkelde raket en ruimteschip die vracht bij het ISS afleverde. De eerste lanceerpoging op 19 mei 2012 werd een halve seconde voor het opstijgen afgebroken. De tweede poging, op 23 mei 2012, slaagde wel.

Tijdens vlucht zes (29 september 2013) werd voor het eerst een Falcon 9 1.1 ingezet. Dit was tevens SpaceX eerste lancering vanaf Vandenberg Air Force Base SLC-4E. De CASSIOPE-satelliet was de eerste commerciële primaire vracht die op een Falcon 9 werd gelanceerd. De eerste poging om de booster naar een vooraf vastgestelde locatie in zee te geleiden mislukte toen de booster in de laatste fase ongecontroleerd om zijn as begon te tollen.

Het zelfsturende droneschip "Of Course I Still Love You" op volle zee

SpaceX werkt aan herbruikbare raketten. Eerst werden testvluchten en landingen met de testraketten Grasshopper en F9R-Dev 1 uitgevoerd. In 2013 en 2014 heeft SpaceX een aantal eerste trappen na gebruik gecontroleerd naar een vooraf bepaalde plaats in zee laten vliegen om zo te leren manoeuvreren. Dat ging ze steeds beter af. Sinds begin 2015 probeerde SpaceX de eerste trappen van Falcon 9 - die sindsdien met een landingsgestel zijn uitgerust - daadwerkelijk te laten landen op een droneship of op een landingsplatform op land. Dit mislukte door verschillende oorzaken een aantal keren voordat het eind 2015 wel lukte. Na zeven geslaagde landingen werd het predicaat "experimenteel" niet meer gebruikt en zijn boosterlandingen routine geworden.

Bij vlucht 14, missie CRS-5, op 10 januari 2015 was er niet genoeg hydraulische vloeistof aan boord wat resulteerde in een niet volledig uitgeklapt landingsgestel waardoor de raket met een van zijn motoren op het drone-schip genaamd "Just read the Instructions" (JrtI) terechtkwam en explodeerde.

Bij de lancering van de vijftiende vlucht met aan boord de DSCOVR-satelliet op 11 februari 2015 moest de landing op het droneschip vooraf worden afgeblazen vanwege storm. De raket landde toen minder dan tien meter van de geplande plaats in zee, wat volgens Musk gezien de weersomstandigheden zeer goed was. Dit was SpaceX' eerste vlucht naar een Lagrangepunt.

Bij een poging op 14 april (vlucht 17, missie CRS-6) landde de raket, bleef enkele seconden op JrtI staan en viel toen om doordat de raket net iets te veel zijwaartse snelheid had gehad vlak voor de landing.

Vlucht 19 en missie CRS-7 eindigden toen de tweede trap uit elkaar viel tijdens de lancering. De eerste trap kreeg vervolgens een zelfvernietigingscommando en werd opgeblazen. Een landingspoging was dus niet meer mogelijk. SpaceX hield zijn raketten daarna vijf maanden aan de grond.

Op 21 december 2015 bracht vlucht 20, missie Orbcomm-2 elf satellieten in de ruimte en werd voor het eerst Falcon 9 1.1fFT gelanceerd, waarbij de eerste trap voor het eerst veilig op aarde landde. Ditmaal was de landing op Cape Canaveral Air Force Station Landing Zone-1.[37] Dit was tevens SpaceX "return to flight" na het CRS-7 debacle. Op 20 augustus 2016 werd deze eerste gelande booster (serienummer B1019) definitief als een trofee voor SpaceX' hoofdkwartier in Hawthorne Californië rechtop geplaatst.[38]

De volgende poging tot landing, vlucht 21 op 17 januari 2016 (Jason-3-lancering vanaf Vandenberg) mislukte. Bij een van de vier poten van het landingsgestel was de pal die de poot moest vast zetten niet uitgeklapt. Het gevolg was dat deze poot na landing inklapte en de raket op het droneschip Just Read the Instructions viel. Mogelijk was ijs de oorzaak. Dit was tevens de laatste vlucht van de Falcon 9 v1.1.

Voor vlucht 22, missie SES-9 die op 4 maart 2016 werd gelanceerd was van tevoren al gezegd dat de kans op succes niet groot was. Doordat de booster sneller en verder moest vliegen en de lading (SES-9 satelliet) erg zwaar was zou de booster waarschijnlijk net niet genoeg brandstof voor een landing overhouden. De landing op het autonome droneschip genaamd "Ofcourse I still love you" bleek inderdaad te hard aldus Elon Musk op twitter.

De core-booster van missie CRS8 staat op het platform

Bij de lancering van vlucht 23 die op 8 april 2016 voor de NASA missie CRS8 een Dragon naar het ISS bracht, wist SpaceX de eerste trap op droneschip "Of Course I Still Love You" te laten landen. Dit was de tweede keer dat de landing slaagde en de eerste keer dat dit op een drijvend platform lukte. Op 30 augustus 2016 maakte SpaceX en SES bekend dat deze booster als eerste zal worden hergebruikt voor vlucht SES-10.[39] Die vlucht is met een flinke vertraging op 30 maart 2017 uitgevoerd.

Bij de lancering van een Japanse communicatiesatelliet op vlucht 24 genaamd JCSAT-14 op 6 mei 2016, lukte het SpaceX de booster op het schip te laten landen. De verwachtingen werden vooraf getemperd omdat het profiel van de vlucht erg op dat van SES-9 leek en de missie meer snelheid en brandstof vereiste om de betrekkelijk zware satelliet in een geostationaire baan (GTO) te krijgen. Hierdoor zou de terugkeer van de booster meer brandstof vereisen en was het de vraag of de booster voldoende afgeremd zou zijn.[40] Verschil met eerdere landingen, was dat bij deze landing drie van de negen hoofdmotoren werden gebruikt om voldoende af te remmen, waar dit bij andere landingen slechts één motor is.[41]

Een paar weken later gaf SpaceX aan dat het niet waarschijnlijk is dat deze booster ooit nog zal vliegen. Om brandstof te besparen werd niet voor terugkeer in de atmosfeer geremd. De booster keerde dus terug in de atmosfeer met een snelheid van mach 5. Hierdoor ontstond zoveel wrijvingswarmte dat er betrekkelijk veel schade aan de booster ontstond. SpaceX zal de booster nog wel voor "static fire tests" gebruiken om ervan te leren. Op 29 juli 2016 bracht SpaceX een filmpje van een "full duration test" op de McGregor test range naar buiten.[42]

Op 27 mei 2016 slaagde SpaceX er met de vijfentwintigste Falcon 9 vlucht voor de derde maal in een GTO missie tot een geslaagde boosterlanding op zee te brengen. Het was in totaal de vierde geslaagde landing. De drie ton wegende satelliet, Thaicom 8, werd met succes in de juiste baan gebracht. Voor het eerst werd bij deze missie ook aan herbruikbare "payload fairing" gewerkt. De uitkomsten daarvan zijn nog niet bekend.

Later bleek de rakettrap scheef te staan. Door de betrekkelijk harde landing was de kreukelzone in de ophanging van een van de poten in werking getreden. Die ophanging is simpel te vervangen en heeft precies gedaan wat er moest gebeuren om de klap te absorberen meldde Elon Musk op twitter. Wel was men even bang dat de rakettrap alsnog zou omvallen. Op 2 juni kwam droneschip Of Course I Still Love You samen met de boostertrap veilig aan in de haven van Port Canaveral. Deze booster werd daarna omgebouwd tot side-booster voor Falcon Heavy-demonstratievlucht.

Op 15 juni 2016 werd vlucht 26, Eutelsat 117 West B & ABS 2A, gelanceerd waarbij twee satellieten in GTO werden gebracht. Tijdens de boosterlanding viel de beeldverbinding met het droneschip weg. Een kwartier later gaf SpaceX aan dat het er op leek dat de boostertrap verloren was. Musk twitterde naderhand dat een van de drie voor de landing gebruikte motoren niet de benodigde kracht zou hebben gehaald en dat er waarschijnlijk voor het eind van het jaar een upgrade zal komen om dit probleem te ondervangen. Een dag later twitterde hij de beelden van de landing en dat de landing minder hard dan gedacht was, maar nog steeds hard genoeg om de motoren te "accordeoneren", waarmee hij iets in de trant van verkreukelen bedoelde.[43] Het lijkt erop dat de LOX net te vroeg op was en daardoor een motor uitschakelde.[44]

Bij missie CRS-9 die op 18 juli 2016 werd gelanceerd landde de booster met succes op Landing Zone 1 en de Dragon werd succesvol in een baan naar het ISS gebracht.[45]

Bij de geostationaire missie JCSAT-16 op 14 augustus 2016 landde de booster zonder problemen op OCISLY en werd de lading in de juiste baan gebracht.

Landing van booster na lancering Iridium-1

Op 14 januari 2017 landde voor het eerst een Falcon 9 met succes op de Grote Oceaan. Dit was tevens de 'return to flight' na het ongeluk met Amos-6. Bijzonder is dat de lancering plaatsvond vanaf Vandenberg Air Force Base SLC-4E en het landingsschip Just Read The Instructions was. SLC-4E was in de maanden daarvoor opgeknapt en aangepast voor de Falcon 9 FT en de Falcon Heavy. De booster had vluchtnummer 29, aangezien de verloren Amos 6-booster (die ook als 29 was genummerd) nooit vloog. Dit was de zevende geslaagde landing. Deze lancering bracht de eerste tien van de in totaal geplande zeventig Iridium NEXT-satellieten in hun baan, elk 870 kg.[46] De generale repetitie met static fire-test vond enkele dagen daarvoor plaats zonder de neuskegel en satellieten.

Dragon vlucht CRS-10 was de eerste SpaceX lancering vanaf het voormalige Spaceshuttle-en-Apollo-complex LC-39A van het Kennedy Space Center. Eerder stond vlucht Echostar 23 daarvoor ingepland, maar door vertragingen bij de oplevering van LC-39A en de noodzaak om het ISS tijdig te bevoorraden werd de volgorde van die vluchten omgewisseld. De generale repetitie werd zonder lading uitgevoerd. Doordat dit een nieuwe lanceerinstallatie was moesten alle systemen gecheckt en gedubbelcheckt worden. Daardoor duurde testproces twee dagen van de roll out tot de static fire. De eerste poging tot lancering was op 18 februari 2017. De lancering werd 13 seconden van tevoren afgebroken omdat de telemetrie aangaf dat een hydraulische cilinder die de straalpijp van de tweede trap richt enigszins afwijkend functioneerde. Het besluit tot het afbreken van de lancering kwam van SpaceX directeur Elon Musk zelf[47][48]. Een nieuwe poging tot lancering was na nachtelijke reparaties een dag later succesvol. Ook de landing die niet meer als "experimentele landing" werd omschreven op LZ-1 was een succes. Dit was tevens de eerste Falcon 9 die vloog met een actief autonoom vlucht veiligheid systeem aan boord.

Voor vlucht SES-10 werd op 30 maart 2017 voor het eerst een reeds gebruikte boostertrap ingezet. Deze boostertrap had eerder CRS-8 naar de rand van de ruimte gebracht. Satelliet SES-10 is maar enkele honderden kilo's lichter dan Echostar XXIII, maar dat was genoeg zijn om wel met succes boosterlanding op OCISLY uit te voeren. Ook zijn de neuskegelhelften (payload fairing) op de juiste plek in zee geland als onderdeel van het leren bergen van de neuskegel. Elon Musk heeft aangegeven deze booster in de omgeving van Cape Canaveral te willen tentoonstellen. Mogelijk zal dat in de rocketgarden van het KSC-bezoekerscentrum zijn.

Op 1 mei 2017 heeft SpaceX zijn eerste militaire lancering onder het EELV-programma uitgevoerd. Een geheime vracht werd in opdracht van de NRO in een niet gespecificeerde baan gebracht. Voor de vierde maal werd een landing op LZ-1 uitgevoerd[49].

De lancering van IntelSat 35e op 5 juli 2017 betrof de zwaarste lading die SpaceX tot nog toe naar een geostationaire overgangsbaan (GTO) lanceerde. De raket vloog in "expendable mode", dus zonder landingsgestel en gridfins en gebruikte voor het eerst letterlijk alle brandstof uit de brandstoftanks. De tweede ontbranding van de tweede trap die minimaal 52 seconden moest duren, duurde 56 seconden tot de brandstof op was. Deze extra 4 seconden stuwkracht bespaarde de 6.761 kg wegende satelliet eigen brandstof op weg naar zijn geostationaire baan wat de potentiële levensduur van de satelliet verlengt. Dit was tevens de derde Falcon 9 vlucht die SpaceX binnen twaalf dagen wist te realiseren.[50]

Dragon missie CRS-12 werd op 14 augustus 2017 gelanceerd met de eerste Falcon 9 Block-4 uitvoering.

Na de 18e succesvolle boosterlanding van vlucht 43, op 12 oktober 2017, ontstond brand op het dek van Of Course I Still Love You. Er lekte overgebleven RP-1 op het dek die vlam vatte. Het dek en de fixatie-robot (onofficieel Roomba, Optimus Primus, of Octograbber genoemd) raakte daardoor beschadigd.[51] Ook bij de daarop volgende vlucht, (KoreaSat 5A op 30 oktober), was er na de landing brand op het droneschip.

Tijdens de vierde Iridiumvlucht die op 22 december 2017 (plaatselijke tijd) vanaf Vandenberg AFB gelanceerd werd, deed zich het zogenaamde schemeringsfenomeen[52] voor. Het zonlicht dat kort na zonsondergang hoger in de atmosfeer de uitstoot van de raket deed oplichten was zeer goed zichtbaar in het zuiden van Californië. Dit resulteerde in vele UFO meldingen, maar ook in verkeersongelukken die door afgeleide chauffeurs werden veroorzaakt. De missie was overigens succesvol.

Op 7 januari 2018 werd Zuma, een geheime vracht van Northrop Grumman gelanceerd vanaf CCAFS SLC-40. Deze lancering was eerder op LC-39A afgeblazen omdat er mogelijke problemen naar boven waren gekomen tijdens het testen van een neuskegel van een andere Falcon 9 en de data van de test beter bestudeerd moest worden. Een dag na de lancering meldden veel tech-websites dat Zuma na het ontkoppelen van de Falcon verloren zou zijn gegaan. Vanwege het geheime karakter van deze missie wordt daarover echter niets via officiële kanalen gemeld. Volgens Gwynne Shotwell is er geen informatie dat er met de Falcon 9 iets afwijkends is gebeurd[53]. De satelliet zou volgens Jonathan McDowell met een payload-adapter van Northrop Grumman in plaats van de standaard Falcon 9-adapter van SpaceX zijn uitgerust. Volgens de informatie van NORAD’s satelliettracking-website zou de satelliet met volgnummer USA 280 echter gewoon werkend in zijn baan zijn.[54] Op 22 januari 2018 bevestigde luitenant-generaal John Thompson van de USAF dat SpaceX deel van de lancering succesvol was[55].

De Block-3 booster van vlucht 48 zou op 31 januari 2018 geen droneschip landing uitvoeren omdat het droneschip zes dagen later nodig is voor de Falcon Heavy-demonstratievlucht en de Block-3 boosters worden uitgefaseerd. SpaceX gebruikt deze boosters echter wel voor een experimentele landing in zee om zo hun landingstechnieken verder te verbeteren zonder het droneschip te beschadigen. Deze booster bleef na de landing die met extra stuwkracht werd uitgevoerd heel, bleef drijven en SpaceX probeert hem terug naar land te slepen[56]. Na enige tijd brak de booster alsnog en zonk nog voor een bergingsmissie in gang kon worden gezet. Berichten in diverse media dat de luchtmacht hem kapot geschoten heeft worden door SpaceX als vals bestempeld.

Op 22 februari lanceerde SpaceX voor het eerst een Falcon 9 met het nieuwe type neuskegel (Fairing 2.0) dat op herbruikbaarheid is ontworpen. Er werd gepoogd een fairingdeel aan een parachute op het vangnet van een volgboot te laten landen. Het fairingdeel miste de boot op een paar honderd meter[57]. De Fairinghelft bleef echter wel als een boot drijven en kon aan boord van volgboot Mr Steven worden gebracht. Bij een volgende poging zal de fairing met een grotere paraglider worden uitgerust waardoor deze trager daalt en de bergingsboot meer tijd heeft om zich er nauwkeuriger onder te positioneren. Aan boord van de Falcon 9 waren de Spaanse satelliet Paz en de eerste twee testsatellieten (bijnamen Tintin A en B) van SpaceX’ eigen Starlink-netwerk voor breedbandinternet. Block-3 booster 1038 vloog zijn tweede en laatste missie en werd daarom niet geborgen.

Hispasat 30W-6 werd op 6 maart 2018 gelanceerd op de 50e Falcon 9 vlucht en is de grootste vracht die de Falcon 9 tot dan toe lanceerde. SpaceX was aanvankelijk van plan deze nieuwe Block-4 booster die vanaf Cape Canaveral opsteeg op OCISLY te laten landen. Dit zou dan de zwaarste GTO vlucht met landing worden. Maar door zware storm op de oceaan kon het droneschip niet uitvaren. Wel werd een landing in zee uitgevoerd om data voor hoog-energetische landingen te winnen.

Op de 53e vlucht (18 april 2018) heeft de Falcon 9 de Transiting Exoplanet Survey Satellite in een bijzonder uitgekiende zeer elliptische baan om de aarde gebracht. Deze baan heeft een omlooptijd die de helft van de omlooptijd van de Maan is. Bij het bereiken van het verste punt van de Aarde (Apogeum) loopt TESS altijd 90 graden voor of achter op de positie van de Maan maar is deze ongeveer even ver van de aarde verwijderd. Hierdoor komt de satelliet nooit in de gravitale invloedssfeer van de Maan terecht en wordt de baan niet verstoord. De lancering gebeurde met de laatst gebouwde Falcon 9 FT-block4 booster (Booster nummer B1045). Ook bijzonder is dat deze booster nog voor de eerste vlucht al gereserveerd werd voor zijn tweede vlucht; CRS-15. TESS is een explorer-klasse ruimtetelescoop van NASA waarmee de eigenschappen van reeds ontdekte exoplaneten worden onderzocht. Om te voorkomen dat de tweede trap in botsing met andere satellieten kan komen is deze na afkoppeling van TESS in baan om de zon gebracht. Vier maanden voor de lancering werd de Falcon 9-FT door NASA gecertificeerd voor Categorie-2 wetenschapmissies.

Vlucht Bangabandhu 1 die die op 11 mei 2018 met succes werd uitgevoerd werd de eerste Falcon 9-Block 5 (B1046) gereserveerd. De eerste poging tot lanceren op 10 mei werd door de computer in de opstartfase afgebroken. Dit betrof tevens de eerste satelliet van de overheid van Bangladesh en de 25e succesvolle boosterlanding.

Dragon-missie CRS-15 die op 29 juni 2018 werd gelanceerd was de laatste vlucht met een Falcon 9-Full Thrust. Block 4 booster B1045 maakte zijn tweede en laatste vlucht. Doordat de lancering vlak voor zonsopkomst was trad het schemeringsfenomeen op waarbij de uitstoot van de raket oplichtte.

De Telstar19 VANTAGE-communicatiesatelliet die op 22 juli 2018 werd gelanceerd is met een massa van 7.075 kilogram de zwaarste vracht die een Falcon 9 tot nog toe heeft gelanceerd. Een Block-4 uitvoering zou bij zo’n zware GTO-missie geen boosterlanding hebben kunnen uitvoeren. De Block 5-booster deed dat wel dankzij de extra kracht en verbeterde hittebestendigheid.

Tijdens vlucht 62 werd voor het eerst een booster op Vandenberg AIr Force Base Landing Zone 4 geland.

SSO-A bracht op 3 december 2018 meer dan 64 kleine satellieten in een zon-synchrone baan. Dit was tevens de eerste keer dat een booster-trap voor een derde maal werd gelanceerd. Booster 1046 is vanaf drie lanceerplatforms gelanceerd.

Het vangen van de neuskegel lukte nog niet. Maar SpaceX hoopt ze uit zee te vissen en na te zijn gedroogd te hergebruiken[58].

De boosterlanding van CRS-16 op 5 december 2018 mislukte nadat de raket B1050 in een spin raakte. De booster, die zijn eerste vlucht maakte, kwam zo’n drie kilometer voor de kust van Cape Canaveral in zee terecht. Een hydraulische pomp die de gridfins bestuurt zou zijn uitgevallen waardoor een gridfin onder een hoek van ongeveer 40 graden kwam vast te zitten. Tijdens de landing burn kreeg de motor samen met de stikstofstuwers de raket weer onder controle. De raket lag echter niet op koers voor landing zone 1. Dit is voor het eerst sinds het voorjaar van 2016 en 26 succesvolle landingen op rij dat een poging een reguliere Falcon 9-booster te laten landen mislukte. De raket is rechtstandig in zee geland en daarna omgevallen en zou nauwelijks beschadigd zijn en stuurde daarna nog telemetrie. Musk plaatste de beelden van een van de onboard-camera’s twee uur later op Twitter.[59]. Systemen die er voor zorgen dat een defecte raket niet boven land komt werkten perfect[60]. De missie, het lanceren van een Dragon, was geslaagd. Twee dagen later werd de (drijvende) booster Port Canaveral binnengesleept[61] waar deze uit het water wordt gehaald voor onderzoek. Musk tweette na de mislukte landing dat er in de toekomst waarschijnlijk backup-pompen voor de hydraulische besturing van de gridfins in de boosters worden geplaatst en dat de booster wellicht nog herbruikt kan worden voor een interne missie van SpaceX.

PSN-6/Beresheet (gelanceerd op 22 februari 2019) had als secondaire vracht de Israëlische maanlander Beresjiet van SpaceIL aan boord. Dit is de eerste van de voormalige Google Lunar X Prize deelnemers die tot een lancering komt. De mini-maanlander werd in een geostationaire overgangsbaan geplaatst en doet er 40 dagen over om in een baan om de maan te komen. De succesvolle boosterlanding werd door SpaceX omschreven als de meest uitdagende landing tot nog toe waarbij de hoogste re-entry temperaturen van een Falcon booster ooit werden bereikt. Bijzonderheid: de booster was al binnen twee dagen terug in de Port Canaveral waar de terugreis normaliter vier dagen duurt. Omdat het landingsschip snel weer nodig is voor missie SpX-DM1 was een extra sterke duwboot voor het landingsschip ingehuurd.

Op 2 maart 2019 lanceerde SpaceX zijn eerste Crew Dragon op een nog onbemande testvlucht naar het ISS.

Op 24 mei 2019 lanceerde SpaceX hun eerste serie Starlink-internetsatellieten. De stapel van 60 satellieten had een gezamenlijke massa van ruim 18 ton en was daarmee de zwaarste vracht die SpaceX tot nog toe lanceerde. Het loslaten van de satellieten ging op een unieke manier. De tweede trap draaide eenmaal horizontaal om zijn as waardoor de satellieten die mekaar gelijktijdig loslieten weggeslingerd werden.

Met de gratis lancering van Amos 17 lost SpaceX op 6 augustus 2019 een schuld in bij SpaceCom nadat hun satelliet Amos 6 in 2016 tijdens een statische starttest die op een explosie uitliep verloren ging. De raket werd in de hangar van LC-39A geïntegreerd en overgebracht naar LC-40 waar een statische start (zonder vracht) werd uitgevoerd. Daarbij werd een probleem met mogelijk defect ventiel ontdekt waarop SpaceX de lancering uitstelde om dat ventiel te vervangen en nog een statische start uit te voeren. De Falcon 9 vloog in Expendable mode. Voor de tweede maal lukte het SpaceX een neuskegelhelft in het net van hun schip Go Ms. Tree te vangen.

Tijdens de 75e Falcon 9-lancering, die 11 november 2019 werd gelanceerd is voor het eerst in de geschiedenis van de ruimtevaart een neuskegel hergebruikt. De vracht bestond uit de eerste batch van 60 volledig functionele Starlink-internetsatellieten van SpaceX zelf. Een poging om beide neuskegelhelften te vangen met de schepen Go MsChief en Go MsTree werd afgeblazen wegens de weersomstandigheden. De booster-trap vloog als eerste een vierde missie.

Op 5 december 2019 werd de negentiende dragon-bevoorradingsvlucht gelanceerd. Anders dan gebruikelijk is bij dit type vluchten landde de boosters niet op land maar op het droneschip. Dit gebeurde om brandstof in de tweede trap te besparen omdat die na afkoppeling van de booster nog zes uur lang in de ruimte zou blijven om aan te tonen dat deze ook na zes uur nog kan functioneren zonder dat de kerosine door de kou gaat stollen. Hiermee wordt een essentieel gedeelte van directe lancering naar een geostionaire baan (GEO) gesimuleerd. Dit is een vereiste voor certificatie van de Falcon Heavy voor de tweede fase van het National Security Space Launch-programma van de USAF. De test is volgens Gwynne Shotwell succesvol geweest.[62]

De Falcon 9 voor de in-flight abort test van de Crew Dragon was bij voorbaat ten dode opgeschreven. Op het moment dat de Crew Dragon de raket op een hoogte van 19 kilometer verliet veranderde de aërodynamica dusdanig dat deze na enkele seconden door de botsing met de lucht brak en explodeerde. Om die reden was de tweede trap zonder motor uitgevoerd omdat die niet zou worden gebruikt. De tweede trap bleef na de explosie in tact en explodeerde pas toen deze op het zeeoppervlak te pletter sloeg. Het was de vierde en laatste vlucht van booster B1046. De test werd uitgevoerd 19 januari 2020.

Op 17 januari 2020, tijdens de vierde lancering van operationele Starlink-satellieten miste de booster het droneschip. Doordat de wind harder dan verwacht was, kon de booster het landingsprogramna niet op de juiste manier uitvoeren en besloot de boordcomputer de landing af te breken en het droneschip te ontwijken.[63] SpaceX heeft daarna hun mogelijkheid tot windvoorspellingen verbeterd.

Hoewel de vracht op 18 maart 2020 met succes werd gelanceerd, slaagde SpaceX er niet in booster B1048 voor de vijfde keer te landen. Een eerdere poging tot lancering drie dagen eerder, werd afgebroken toen een van de motoren meer dan de vereiste stuwkracht gaf. Musk meldde dat vlak voor dat de motoren van de eerste trap uit moesten gaan al een van de motoren (door de boordcomputer) vroegtijdig werd uitgezet en dat dat moet worden onderzocht.[64] Ook gaf Musk aan dat de booster al flink wat slijtage had en dat hij zo’n booster alleen voor SpaceX eigen missies inzet.[65]

Met deze vlucht die op 22 april 2020 werd gelanceerd overtrof De Falcon 9 het aantal lanceringen van de Atlas V en werd het de meest gelanceerde actieve, Amerikaanse draagraket.

De aangekondigde lancering van SAOCOM 1B zal de eerste lancering sinds de vroege jaren 1960 vanaf de Eastern Range (Cape Canaveral AFS en Kennedy Space Center) die naar een polaire baan gaat. Eind 2018 opende de 45th Spacewing een corridor die daarvoor gebruikt mag worden. De booster vliegt terug naar land voor een landing. Wegens de Coronacrisis is de lancering die voor maart 2020 was voorzien uitgesteld.