בשנת 2012 החלה SpaceX לערוך ניסויים בטיל קטן שכונה "גראסהופר". הוא נסק לגובה של מאות מטרים, נשאר באוויר לזמן קצר ואז ירד באיטיות לקרקע, תוך הפעלה רצופה של המנוע שלו מרגע השיגור עד הנגיעה בקרקע. הניסיונות הראשונים להשיב רקטה בגודל מלא בשיגור מסחרי הסתיימו בהתרסקות במים וב־22 בדצמבר 2015 הצליחה SpaceX לראשונה בהיסטוריה להנחית בהצלחה שלב־ראשון של משגר כאשר עשתה זאת בשיגור ה־20 סך הכל של הפאלקון 9.
השימוש החוזר הפך לשגרה, ומאז ההצלחה הראשונה נמנו כבר יותר מ-125 נחיתות מוצלחות. המאיצים נופלים מגובה החלל אל אסדת נחיתה ימית או מנחת יבשתי, עוברים בדיקות ומשוגרים שוב. נכון ליולי 2022 שוגרו 105 טילי פאלקון 9 נפרדים בשימוש חוזר שוב ושוב, כאשר כמה מהם אף רשמו שיא של 13 שיגורים למאיץ יחיד.
תוכניתה המקורית של SpaceX הייתה להנחית גם את השלב השני, אך היא נדחתה במשך כמה שנים בשל הקושי הטכנולוגי הרב שכרוך בכך, באפריל 2018 נראה היה שהכוונה הזו תתממש – אילון מאסק צייץ בטוויטר כי החברה מתכוונת לנסות טכנולוגיה חדשה להנחתת השלב השני, הצמדת מעין בלון מתנפח לשלב השני כדי להגדיל את שטח הפנים שלו פי מאה ויותר כך שהוא יואט על ידי חיכוך עם האטמוספירה הקלושה שבגובה 200–300 קילומטר, אך בנובמבר של אותה שנה הוא חזר בו וכתב בטוויטר כי אין בכוונת SpaceX להנחית את השלב השני של פאלקון 9, אלא להאיץ את הפיתוח והבנייה של משגר וחללית הענק Starship.
SpaceX ניסתה לעושות שימוש חוזר גם בחופת המטען ובכך לחסוך כסף רב (העלות של חופה חדשה היא 5–6 מיליון דולר) והחל ממחצית 2017 נעשו ניסיונות להנחית גם אותה באמצעות סילוני גז ומצנחים ונאספת מהים. בהמשך החברה שכרה זוג ספינות גדולות והרכיבה על כל אחת מהן רשת גדולה התלויה על מוטות ארוכים הבולטים מקצוות הספינה, ומאז 2018 נעשים ניסיונות לתמרן את החופה ואת הספינה כך שהיא תקלוט אותה, במשך שנה נעשו כמה ניסיונות כאלה בהם המרחק של הספינה מנקודת הנחיתה של החופה הלך והתקצר, עד שבטיסת הפאלקון הכבד STP-2 ביוני 2019 הצליחה הספינה לקלוט בפעם הראשונה את אחד מחצאי החופה בטרם יפגע במים, החל ממחצית 2020 לערך נעשה השימוש החוזר בחופת המשגר לשגרתי. אך במרץ 2021 הוחלט להפסיק להשתמש בספינות עם הרשת מכיוון שאחוז ההצלחה שלהן נשאר נמוך, ובמקום זאת למשות את החופות מהמים לשם שימוש חוזר.
המטרה המוצהרת של SpaceX היא להגיע למצב שניתן יהיה לשגר שוב משגר שנחת, בתוך פחות מיממה ובעלויות תחזוק ותפעול מינימליות תוך שימוש חוזר מלא בכל חלקיו.
אמינות.
נכון ליולי 2022 הפאלקון 9 שוגר 167 פעמים, מתוכם 164 שיגורים הסתיימו בהצלחה מלאה, אך בשלושה משיגורים המשגר התפוצץ או כשל חלקית (98.2% אחוזי הצלחה).
לשם השוואה, אטלס 5 האמריקני שוגר 83 פעמים לאורך 15 שנה ורק פעם אחת אירע כישלון חלקי (גם 98.8% אוחזי הצלחה). אריאן 5 האירופאי שוגר 109 פעמים מאז 1996 וסבל מ־2 כישלונות מוחלטים ו־3 חלקיים (ארבע מהם התרכזו ב־14 השיגורים הראשונים אך בסה"כ 95.4% אוחזי הצלחה).
אחד היתרונות של פאלקון 9 על פני רקטות אחרות היא היכולת להפעיל את המנועים בטרם השיגור במה שמכונה "ניסוי בעירה סטטית". זהו הליך שבו הרקטה מעוגנת היטב לקרקע באמצעות כבלים וכך ניתן להפעיל את המנועים במלוא העוצמה בעוד הרקטה נותרת על הקרקע וכך לגלות פגמים במנוע אם יש כאלה, ואכן SpaceX הפכה זאת לנוהג קבוע מספר ימים לפני כל שיגור, כחלק מצביון כללי של שימוש ברכיבים שניתנים לבדיקה, כמו שימוש בקפיצים ובוכנות במקום פירוטכניקה חד פעמית.
שיגורים כושלים ותאונות.
ב-8 באוקטובר 2012 במשימה CRS-1, שוגר המשגר בהצלחה ופרס את המטען הראשי כמתוכנן (ציוד ואספקה עבור תחנת החלל הבינלאומית), אך המטען המשני (לווין תקשורת של חברת Orbcomm) נותר במסלול כבידתי נמוך מהרצוי, עקב כשל של אחד מתשעת מנועי השלב הראשון בהמראה.
ב־28 ביוני 2015, במשימה CRS-7, התפוצץ המשגר כעבור 2.5 דקות מהשיגור, ומאוחר יותר התברר שהכשל נבע מהתפוצצות מיכל ההליום בשלב השני של המשגר. במשימה זו אבדו ציוד ואספקה עבור תחנת החלל הבינלאומית.
ב-1 בספטמבר 2016, התרחשה תאונה בה הושמד הלוויין עמוס 6 בפיצוץ המשגר, בעת ניסוי בעירה סטטית יומיים לפני מועד שיגורו המיועד.
ב־8 בינואר 2018 שוגר משגר ובראשו הלוויין הסודי "זומה". המשגר פעל כשורה אך הלוויין לא הגיע או נשאר במסלולו ככל הנראה בשל בעיה במנגנון ההפרדה של הלוויין מהשלב השני, מנגנון שסופק על ידי יצרנית הלוויין. המשגר עצמו פעל ללא דופי ולכן מקרה זה לא נכלל באחוזי הכישלון.
דרגון (חללית)
דרגון (באנגלית: Dragon) או דרגון 1 הייתה חללית מטען הניתנת לשימוש חוזר אשר פותחה על ידי חברת SpaceX. דרגון שוגרה על גבי משגר הפאלקון 9 למסלול לווייני נמוך אל תחנת החלל הבינלאומית כדי להביא ציוד ואספקה. במרץ 2020 שוגרה בפעם האחרונה ומאז הוחלפה על ידי הדרגון 2. בטיסת הניסוי של החללית בדצמבר 2010, דרגון הפכה לחללית המסחרית הראשונה ששוגרה למסלול וחזרה לכדור הארץ. ב-25 במאי 2012, שוגרה החללית למשימתה השנייה והפכה לחללית המסחרית הראשונה שעגנה בתחנת החלל הבינלאומית. במהלך שנות שירותה שוגרו חלליות דרגון ל-22 משימות מתוכם 20 משימות אספקה לתחנת החלל הבינלאומית.
במסגרת תוכנית COTS של נאס"א, תוכנית לשילוב חברות פרטיות בתחום אספקת החלל, נחתם חוזה עם SpaceX בו סוכם כי חללית הדרגון תשמש לשיגור מטען עבור נאס"א אל תחנת החלל הבינלאומית לאחר פרישת מעבורות החלל. באפריל 2011, במסגרת תוכנית CCDev (תוכנית להכנסת חברות פרטיות לתחום הטיסות המאוישות לחלל) נחתם חוזה נוסף בו סוכם כי חללית דרגון 2 תשמש גם לשיגור אסטרונאוטים של נאס"א אל התחנה. ב-3 ביוני 2017, הקפסולה של משימת CRS-11, שברובה הורכבה מהקפסולה של משימת CRS-4, שוגרה לראשונה בפעם השנייה לחלל בשימוש בחוזר.
החללית דרגון 2 מבוססת על דרגון 1 אך שונה ממנה בהרבה, היא מתוכננת לשאת עד שבעה אסטרונאוטים או 6 טון מטען (או שילוב של שניהם) למסלול לווייני נמוך ובחזרה לכדור הארץ. מגן החום של החללית יוכל לעמוד במהירויות חדירה גם בחזרה מטיסות אל הירח אם וכאשר החללית תיקח חלק בתוכנית ארטמיס.
גרסאות.
דרגון 1 או CRS.
חללית הדרגון 1 (ידועה גם בתור Dragon cargo) נשאה ציוד ומטען במשקל של עד כ־3 טונות אל תחנת החלל הבינלאומית, החללית מורכבת משני חלקים עיקריים, החלק המרכזי שמכיל את התא המדוחס, שנפחו עומד על 11.2 מ"ק, ומאחוריו מורכב חלק בנפח 14 מ"ק שפתוח לחלל מצידו האחורי ומיועד לאחסון של ציוד שלא יינזק משהייה בחלל הפתוח (בעיקר מכשירים האמורים להיות מורכבים על צידה החיצוני של תחנת החלל), אל תא מטען אחורי זה מחוברים משני צדדיו 2 לוחות סולאריות הנפרשים בחלל, אשר מסוגלים לספק עד כ־1,500 וואט בממוצע. בחרטום החללית מורכבת מערכת עגינה מסוג CBM (Common berthing mechanism) המאפשרת לה לעגון בתחנת החלל הבינלאומית בצורה פאסיבית כלומר היא מתקרבת אל התחנה ואז נלכדת על ידי הזרוע הרובוטית קנדארם2 המקרבת אותה באיטיות אל מסוף העגינה, אך היא יכולה לעגון רק בחלקים הלא־רוסיים של התחנה, להם פתח עגינה מתאים.
במשימות רגילות החללית נשארת מחוברת ל־ISS במשך כ־30 יום בסיומם היא מופרדת מהתחנה ושבה ארצה לנחיתה באוקיינוס בעזרת מגיני חום ומצנחים, בעת שימושה דרגון הייתה החללית היחידה מלבד סויוז שמסוגלת להחזיר לכדור הארץ מטען (עד כ־2 טונות). חללית הדרגון שוגרה על גבי משגר פאלקון 9 גם הוא של SpaceX. בשובה מהחלל היא נחתה באוקיינוס השקט ונאספה על ידי מסוק או ספינה.
לקראת המשימה החמישית של הדרגון ל־ISS במרץ 2014 (CRS-3) שודרגה החללית. החלק החיצוני נשאר כמו שהיה אך האוויוניקה ומדפי המטען תוכננו מחדש על מנת שיוכלו לספק למכשירי המטען שכוללים את המקפיאים GLACIER ו־MERLIN (תפקידם לשנע ציוד מדעי רגיש ל־ISS), הרבה יותר כוח חשמלי.
ב-7 במרץ 2020 שוגרה הדרגון למשימתה האחרונה, משימת CRS-20. משימה זו השתמשה בקפסולה שטסה בעבר ונעשה בה שימוש חוזר. במהלך שנות פעילותה של החללית בין 2010 ל-2020, שוגרה הדרגון ל-22 משימות. בחלקן נעשה שימוש חוזר באותה קפסולה במספר משימות. שלוש קפסולות אף שוגרו שלוש פעמים כל אחת. החל משנת 2020 הוחלפה הדרגון בגרסה המחודשת דרגון 2.
דרגון 2 או V2.
דרגון 2 היא חללית מאוישת הניתנת לשימוש חוזר אשר פותחה ומיוצרת על ידי חברת SpaceX האמריקאית. לחללית זו שתי גרסאות; Crew Dragon, חללית מאוישת המיועדת לנשיאת צוות של עד שבעה אסטרונאוטים ו-Cargo Dragon המיועדת לנשיאת מטען ומהווה תחליף מעודכן לגרסה המקורית של חללית הדרגון. דרגון 2 משוגרת על גבי משגר פאלקון 9 וחוזרת לכדור הארץ בצניחה במימי האוקיינוס. כמו כן היא מצוידת במערכת מילוט המסוגלת להאיץ הרחק מהמשגר במקרה חירום.
לצד חללית הסטארליינר של בואינג, דרגון 2 מהווה אחת משתי חלליות אשר צפויות לשאת אסטרונאוטים אל תחנת החלל הבינלאומית, כחלק מהתכנית המאוישת המסחרית (Commercial Crew Program) של נאס"א. ב-30 במאי 2020 שוגרה המשימה המאוישת הראשונה של חללית הדרגון 2, משימת SpaceX Demo-2, והייתה למשימת החלל המאוישת הראשונה ששוגרה על ידי חברה פרטית. עד למשימה זו, נאס"א השקיעה 3.1 מיליארד דולר בפיתוחה של הדרגון. בין היתר, דרגון 2 צפויה גם לספק שירותי תיירות בחלל.
פיתוח.