O Falcon 9 é um veículo de lançamento médio de dois estágios, parcialmente reutilizável, projetado e fabricado nos Estados Unidos pela SpaceX. Seu primeiro lançamento ocorreu em 4 de junho de 2010. A primeira missão dos Serviços Comerciais de Reabastecimento para a Estação Espacial Internacional foi lançada em 8 de outubro de 2012. Em 2020, tornou-se o primeiro foguete comercial a levar seres humanos à órbita, durante a missão Crew Dragon Demo-2. Com 672 voos bem-sucedidos, é o veículo de lançamento ativo que mais voou. O foguete mantém uma alta cadência de lançamentos, com duas falhas em voo, uma falha parcial e uma destruição antes do voo.
O primeiro estágio, chamado de propulsor, leva o segundo estágio e a carga útil a uma velocidade e altitude predeterminadas. O segundo estágio então acelera a carga até a órbita desejada. O propulsor pode pousar verticalmente para ser reutilizado. O primeiro pouso desse tipo ocorreu no voo 20, em dezembro de 2015. As duas metades da carenagem também são recuperadas da água depois de pousarem com paraquedas e podem voar de novo. Em 8 de agosto de 2026, a SpaceX havia pousado propulsores Falcon 9 com sucesso 598 vezes. Um único propulsor chegou a voar 36 vezes. Os dois estágios usam motores Merlin, alimentados com oxigênio líquido criogênico e querosene para foguetes, o RP-1.
As cargas úteis mais pesadas levadas a uma órbita de transferência geoestacionária foram o Intelsat 35e, com 6.761 kg, e o Telstar 19V, com 7.075 kg. O Intelsat 35e foi lançado em uma órbita de transferência superssíncrona mais favorável, enquanto o Telstar 19V seguiu para uma órbita de menor energia, com o apogeu bem abaixo da altitude geoestacionária. Em 24 de janeiro de 2021, a missão Transporter-1 estabeleceu o recorde de satélites lançados por um único foguete, com 143 objetos postos em órbita.
O Falcon 9 recebeu certificação para transportar astronautas da NASA à ISS e para participar do programa National Security Space Launch. O Programa de Serviços de Lançamento da NASA o classifica na "Categoria 3", de baixo risco, o que permite seu uso nas missões de maior valor e complexidade da agência.
O Falcon 9 surgiu a partir do Falcon 1 e deu origem ao Falcon Heavy. Foram construídas e lançadas diferentes versões do foguete. A v1.0 voou de 2010 a 2013 e a v1.1, de 2013 a 2016. A v1.2 Full Thrust estreou em 2015 e deu origem à variante Block 5, em operação desde maio de 2018.
Em outubro de 2005, a SpaceX anunciou planos para lançar o Falcon 9 no primeiro semestre de 2007. O lançamento inicial não ocorreria até 2010.
A SpaceX usou capital próprio para desenvolver e lançar seu foguete anterior, o Falcon 1, sem vendas antecipadas de serviços de lançamento. O Falcon 9 também recebeu capital privado, mas a NASA havia se comprometido a comprar voos operacionais depois que determinadas capacidades fossem demonstradas. O programa Commercial Orbital Transportation Services (COTS), criado em 2006, pagava a empresa à medida que ela cumpria marcos definidos. O contrato tomou a forma de um Acordo do Ato Espacial (SAA) para "desenvolver e demonstrar um serviço comercial de transporte orbital" e abrangia três voos de demonstração. A NASA destinou US$ 278 milhões a três lançamentos de demonstração do Falcon 9 com a espaçonave de carga Dragon. A inclusão de novos marcos elevou o contrato a US$ 396 milhões.
Em 2008, a SpaceX obteve um contrato dos Commercial Resupply Services (CRS), dentro do programa COTS da NASA, para levar carga à ISS e trazê-la de volta com o conjunto Falcon 9 e Dragon. O dinheiro seria liberado apenas depois que as missões de demonstração fossem concluídas. O contrato, de US$ 1,6 bilhão, previa ao menos 12 missões de transporte de suprimentos entre a Terra e a ISS.
Em 2011, a SpaceX estimou o custo de desenvolvimento do Falcon 9 v1.0 em cerca de US$ 300 milhões. A NASA calculou que o projeto teria custado US$ 3,6 bilhões com um contrato tradicional de custo acrescido. Outro relatório da agência estimou em cerca de US$ 4 bilhões o custo de desenvolver um foguete semelhante pelos métodos contratuais tradicionais da NASA. Uma abordagem comercial poderia reduzir esse valor para US$ 1,7 bilhão.
Em 2014, a SpaceX divulgou os custos combinados de desenvolvimento do Falcon 9 e do Dragon. A NASA forneceu US$ 396 milhões, enquanto a SpaceX forneceu mais de US$ 450 milhões.
Em depoimento ao Congresso em 2017, a SpaceX disse que o método incomum da NASA, que fixava apenas um requisito geral para o transporte de carga e deixava os detalhes com a indústria, permitiu concluir o trabalho por um custo bem menor. A empresa citou números da agência que estimavam em cerca de US$ 390 milhões o custo total de desenvolvimento dos foguetes Falcon 1 e Falcon 9.
A SpaceX pretendia substituir o Falcon 1 por um veículo de capacidade intermediária, o Falcon 5. A família recebeu o nome da Millennium Falcon, nave fictícia da série de filmes Star Wars. Em 2005, a empresa decidiu seguir com o Falcon 9, então anunciado como um "veículo de lançamento pesado totalmente reutilizável", e já tinha um cliente governamental. O projeto previa cerca de 9.500 kg para a órbita terrestre baixa, ao preço de US$ 27 milhões por voo com uma carenagem de 3,7 m, ou US$ 35 milhões com uma carenagem de 5,2 m. Também foi anunciada uma versão pesada, capaz de levar cerca de 25.000 kg. O Falcon 9 atenderia a missões em LEO e GTO e ao transporte de tripulação e carga para a ISS.
O contrato COTS original da NASA previa o primeiro voo de demonstração em setembro de 2008 e o fim das três missões de demonstração até setembro de 2009. Em fevereiro de 2008, o primeiro voo foi adiado para o primeiro trimestre de 2009. Musk atribuiu o atraso à complexidade do projeto e às exigências regulatórias de Cabo Canaveral.
O primeiro teste com mais de um motor, no qual dois deles foram acionados ao mesmo tempo e ligados ao primeiro estágio, terminou em janeiro de 2008. Em novembro, uma sequência de testes levou a uma queima dos nove motores por 178 segundos, a duração prevista para a missão. O primeiro teste de fogo com todos os motores em configuração de voo ocorreu em outubro de 2009 na instalação de McGregor, no Texas. A SpaceX testou o segundo estágio por quarenta segundos em novembro e fez uma queima de inserção orbital com 329 segundos de duração em janeiro de 2010.
Os componentes do foguete chegaram ao local de lançamento para integração no começo de fevereiro de 2010. O veículo foi erguido no Complexo de Lançamento Espacial 40, em Cabo Canaveral. Em março, a SpaceX fez um teste de fogo estático do primeiro estágio. A contagem foi interrompida em T−2 por uma falha na bomba de hélio de alta pressão. Os sistemas haviam funcionado como previsto até esse ponto e não foi encontrado outro problema. Em 13 de março, um novo teste acionou os motores do primeiro estágio por 3,5 segundos.
Em dezembro de 2010, a linha de produção da SpaceX fabricava um Falcon 9 e uma espaçonave Dragon a cada três meses. Em setembro de 2013, a área de fabricação havia crescido para quase 93.000 m², com capacidade para produzir 40 núcleos de foguete por ano. Em novembro daquele ano, a fábrica produzia um Falcon 9 por mês.
Em fevereiro de 2016, a taxa de produção de núcleos do Falcon 9 aumentou para 18 por ano, e o número de núcleos de primeiro estágio que podiam ser montados de uma vez chegou a seis.
Desde 2018, a SpaceX reutiliza primeiros estágios com frequência, o que reduziu a procura por novos núcleos. Dos 91 lançamentos do Falcon 9 em 2023, apenas quatro usaram propulsores novos. Todos os propulsores daquele ano foram recuperados. A fábrica de Hawthorne produz um segundo estágio descartável para cada lançamento.