เมอร์ลิน 1D

การทดสอบยิงเครื่องยนต์ Merlin 1D ที่แท่นทดสอบ McGregor ของ SpaceX
ประเทศต้นกำเนิด	สหรัฐอเมริกา
ผู้ผลิต	สเปซเอ็กซ์
แอปพลิเคชัน	เครื่องยนต์ขั้นบูสเตอร์ เครื่องยนต์ขั้นบน
แอลวีที่เกี่ยวข้อง	ฟอลคอน 1  · ฟอลคอน 9  · ฟอลคอน เฮฟวี่
สถานะ	คล่องแคล่ว
เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลว
เชื้อเพลิงขับดัน	ล็อกซ์ / อาร์พี-1
วงจร	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ
ผลงาน
แรงขับ, สุญญากาศ	981 kN (221,000 lb f ) [ 1 ]
แรงผลักดัน ระดับน้ำทะเล	845 kN (190,000 lb f ) [ 1 ]
อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนัก	184
แรงดันในห้อง	9.7  MPa (1,410 psi) [ 2 ]
แรงดลจำเพาะสุญญากาศ	311 วินาที (3.05 กม./วินาที) [ 3 ]
แรงดลจำเพาะณ ระดับน้ำทะเล	282 วินาที (2.77 กม./วินาที) [ 3 ]
มิติ
เส้นผ่านศูนย์กลาง	ระดับน้ำทะเล: 0.92 เมตร (3.0 ฟุต) ระดับสุญญากาศ: 3.3 เมตร (11 ฟุต)
มวลแห้ง	470 กก. (1,030 ปอนด์) [ 4 ]

เมอร์ลิน (Merlin)คือตระกูลเครื่องยนต์จรวดที่พัฒนาโดยสเปซเอ็กซ์ (SpaceX ) ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ ยานปล่อยจรวด ฟอลคอน 9 (Falcon 9)และฟอลคอน เฮฟวี (Falcon Heavy)และเคยใช้กับฟอลคอน 1 มาก่อน เครื่องยนต์เมอร์ลินใช้ เชื้อเพลิง RP-1และออกซิเจนเหลวเป็น เชื้อเพลิง ขับเคลื่อนจรวดใน วงจรพลังงานแบบเครื่องกำเนิด ไฟฟ้าก๊าซเดิมทีเครื่องยนต์เมอร์ลินได้รับการออกแบบมาเพื่อการกู้คืนและนำกลับมาใช้ใหม่ในทะเล แต่ตั้งแต่ปี 2016 เป็นต้นมา บูสเตอร์ฟอลคอน 9 ทั้งหมดจะถูกกู้คืนเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่โดยการลงจอดในแนวดิ่งบนแท่นลงจอดโดยใช้เครื่องยนต์เมอร์ลินหนึ่งในเก้าเครื่อง

หัวฉีดเชื้อเพลิงซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของเครื่องยนต์เมอร์ลินเป็น แบบ พินเทิล (pintle type) ซึ่งถูกนำมาใช้ครั้งแรกใน เครื่องยนต์ลงจอด บนดวงจันทร์ของยานอวกาศอะพอลโล ( LMDE ) เชื้อเพลิงถูกป้อนโดย ปั๊มเทอร์โบแบบเพลาเดี่ยวและใบพัด คู่ ปั๊มเทอร์โบยังจ่ายของเหลวแรงดันสูงให้กับตัวกระตุ้น ไฮดรอ ลิก จากนั้นของเหลวจะหมุนเวียนกลับไปยังช่องรับแรงดันต่ำ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก แยกต่างหาก และหมายความว่า การควบคุม ทิศทางแรงขับ จะล้ม เหลวเนื่องจากของเหลวไฮ ดรอลิก หมด เครื่องยนต์นี้ตั้งชื่อตามนกเมอร์ลิน ซึ่ง เป็นนกเหยี่ยวขนาดเล็กชนิดหนึ่ง

รุ่นแรกMerlin 1A ใช้หัว ฉีดคอมโพสิตโพลีเมอร์เสริมใยคาร์บอนราคาไม่แพงและ ใช้แล้วทิ้ง ซึ่งระบายความร้อนด้วยการเผาไหม้ และสร้างแรงขับได้ 340 kN (76,000 lbf) Merlin 1A บินเพียงสองครั้ง ครั้งแรกเมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2549 เมื่อเกิดไฟไหม้และล้มเหลวเนื่องจากเชื้อเพลิงรั่วหลังจากปล่อยตัวได้ไม่นาน^{[ 5 ] [ 6 ]}และครั้งที่สองเมื่อวันที่ 21 มีนาคม 2550 ซึ่งทำงานได้สำเร็จ^{[ 7 ]}ทั้งสองครั้ง Merlin 1A ถูกติดตั้งบนขั้นแรกของFalcon 1 ^{[ 8 ] [ 9 ]}

ปั๊มเทอร์โบของ SpaceX เป็นการออกแบบใหม่ทั้งหมดที่เริ่มต้นจากศูนย์ โดยว่าจ้างบริษัท Barber-Nichols, Inc. ในปี 2545 ซึ่งดำเนินการออกแบบ วิเคราะห์ทางวิศวกรรม และก่อสร้างทั้งหมด บริษัทนี้เคยทำงานเกี่ยวกับปั๊มเทอร์โบสำหรับ โครงการเครื่องยนต์ RS-88 (Bantam) และ NASA Fastrac มาก่อน ปั๊มเทอร์โบ Merlin 1A ใช้เพลาหลักที่เชื่อมด้วยแรงเสียดทาน แบบพิเศษ โดยมีปลายทำ จาก Inconel  718 และใบพัด RP-1 ทำจากอลูมิเนียมแบบรวมในส่วนกลาง ตัวเรือนปั๊มเทอร์โบสร้างขึ้นโดยใช้การหล่อแบบแม่พิมพ์โดยใช้ Inconel ที่ปลายกังหัน อลูมิเนียมตรงกลาง และสแตนเลสซีรีส์ 300 ที่ปลาย LOX กังหันเป็นแบบรับของเหลวบางส่วน (กล่าวคือ ของเหลวทำงานจะถูกรับเข้าไปเฉพาะส่วนหนึ่งของการหมุนของกังหันเท่านั้น เป็นส่วนโค้ง ไม่ใช่ทั้งเส้นรอบวง) และหมุนด้วยความเร็วสูงสุด 20,000 รอบต่อนาที โดยมีน้ำหนักรวม 68 กิโลกรัม (150 ปอนด์)

เครื่องยนต์ จรวด Merlin 1Bเป็นรุ่นปรับปรุงของเครื่องยนต์ Merlin 1A การปรับปรุงปั๊มเทอร์โบดำเนินการโดย Barber-Nichols, Inc. สำหรับ SpaceX ^{[ 10 ]}มันถูกออกแบบมาสำหรับ ยานปล่อย Falcon 1ซึ่งสามารถสร้างแรงขับได้ 380 kN (85,000 lbf) ที่ระดับน้ำทะเลและ 420 kN (95,000 lbf) ในสุญญากาศ และทำงานด้วยแรงดลจำเพาะ 261 วินาที (2.56 กม./วินาที) ที่ระดับน้ำทะเลและ 303 วินาที (2.97 กม./วินาที) ในสุญญากาศ

เครื่องยนต์ Merlin 1B ได้รับการปรับปรุงจากรุ่น 1A ด้วย การอัพเกรด กังหันทำให้กำลังขับเพิ่มขึ้นจาก 1,500 กิโลวัตต์ (2,000 แรงม้า) เป็น 1,900 กิโลวัตต์ (2,500 แรงม้า) ^{[ 11 ]}การอัพเกรดกังหันทำได้โดยการเพิ่มหัวฉีดเพิ่มเติม เปลี่ยนจากการออกแบบแบบรับอากาศบางส่วนก่อนหน้านี้เป็นการรับอากาศเต็มที่ ใบพัดที่ขยายใหญ่ขึ้นเล็กน้อยสำหรับทั้ง RP-1 และ LOX เป็นส่วนหนึ่งของการอัพเกรด รุ่นนี้หมุนด้วยความเร็วที่ 22,000 รอบต่อนาที และสร้างแรงดันการปล่อยที่สูงขึ้น น้ำหนักของปั๊มเทอร์โบยังคงเท่าเดิมที่ 68 กิโลกรัม (150 ปอนด์) ^{[ 10 ]} การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งเมื่อเทียบกับรุ่น 1A คือการเปลี่ยนมาใช้ การจุดระเบิด แบบ TEA – TEB ( ไพโรฟอริก ) แทนการจุดระเบิดแบบไฟฉาย^{[ 11 ]}

การใช้งาน Merlin 1B ในช่วงแรกนั้นมีไว้สำหรับ ยานปล่อยจรวด Falcon 9ซึ่งในขั้นตอนแรกจะมีเครื่องยนต์เหล่านี้จำนวน 9 เครื่อง เนื่องจากประสบการณ์จากการบินครั้งแรกของ Falcon 1 ทำให้ SpaceX เปลี่ยนการพัฒนา Merlin ไปเป็น Merlin 1C ซึ่งมีการระบายความร้อนแบบหมุนเวียน ดังนั้น Merlin 1B จึงไม่เคยถูกนำไปใช้กับยานปล่อยจรวด^{[ 8 ] [ 9 ]}

เครื่องยนต์ Merlin 1C มีการผลิตออกมา 3 รุ่นเครื่องยนต์ Merlin สำหรับ Falcon 1 มีชุดท่อไอเสียเทอร์โบปั๊มที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งใช้ในการควบคุมการหมุนโดยการปรับทิศทางไอเสีย เครื่องยนต์ Merlin 1C สำหรับขั้นแรกของ Falcon 9 เกือบจะเหมือนกับรุ่นที่ใช้สำหรับ Falcon 1 แม้ว่าชุดท่อไอเสียเทอร์โบปั๊มจะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ก็ตาม สุดท้ายนี้ เครื่องยนต์ Merlin 1C รุ่น สุญญากาศถูกใช้ในขั้นที่สองของ Falcon 9 เครื่องยนต์นี้แตกต่างจากรุ่นขั้นแรกของ Falcon 9 ตรงที่ใช้หัวฉีดไอเสียขนาดใหญ่กว่าที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการทำงานในสุญญากาศและสามารถปรับกำลังได้ระหว่าง 60% ถึง 100% ^{[ 13 ]}

เครื่องยนต์ Merlin 1C ใช้ หัวฉีดและห้องเผาไหม้ ที่ระบายความร้อนแบบหมุนเวียน ปั๊มเทอร์โบที่ใช้เป็นรุ่น Merlin 1B โดยมีการปรับเปลี่ยนเพียงเล็กน้อย มันถูกใช้งานจริงด้วยระยะเวลาการใช้งานเต็มภารกิจ 170 วินาทีในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2550 ^{[ 12 ]}บินครั้งแรกในภารกิจในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2551 ^{[ 15 ]}ขับเคลื่อน " จรวดเชื้อเพลิงเหลว ที่พัฒนาโดยเอกชนลำ แรก ที่ประสบความสำเร็จในการขึ้นสู่วงโคจร" Falcon 1 เที่ยวบินที่ 4ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 ^{[ 15 ]}และขับเคลื่อนFalcon 9 ในเที่ยวบินปฐมฤกษ์ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2553 ^{[ 16 ]}

เมื่อกำหนดค่าสำหรับการใช้งานบนยาน Falcon 1 เครื่องยนต์ Merlin 1C มีแรงขับที่ระดับน้ำทะเล 350 kN (78,000 lbf) แรงขับในสุญญากาศ 400 kN (90,000 lbf) และแรงดลจำเพาะใน สุญญากาศ 304 s (2.98 กม./วินาที) ในการกำหนดค่านี้ เครื่องยนต์ใช้เชื้อเพลิง 140 กก. (300 ปอนด์) ต่อวินาที มีการทดสอบโดยใช้เครื่องยนต์ Merlin 1C เพียงเครื่องเดียว ซึ่งทำงานได้สำเร็จเป็นเวลารวม 27 นาที (นับรวมระยะเวลาของการทดสอบต่างๆ) ซึ่งเท่ากับการบินของFalcon 1 ครบ 10 เที่ยวบิน^{[ 17 ]}ห้องเผาไหม้และหัวฉีดของ Merlin 1C ระบายความร้อนด้วย การไหลของน้ำมันก๊าด 45 กก. (100 ปอนด์) ต่อวินาที และสามารถดูดซับ พลังงานความร้อนได้ 10 MW (13,000 แรงม้า) ^{[ 18 ]}

เครื่องยนต์ Merlin 1C ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในความพยายามครั้งที่สามที่ไม่ประสบความสำเร็จในการปล่อยจรวด Falcon 1 ในการพูดคุยเกี่ยวกับความล้มเหลว อีลอน มัสก์ กล่าวว่า "การบินของขั้นแรกของเราด้วยเครื่องยนต์ Merlin 1C ใหม่ที่จะใช้ใน Falcon 9 นั้นสมบูรณ์แบบ" ^{[ 19 ]}เครื่องยนต์ Merlin 1C ถูกนำมาใช้ในการบินครั้งที่สี่ ที่ประสบความสำเร็จ ของ Falcon 1 ในวันที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2551 ^{[ 20 ]}

เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2555 เครื่องยนต์ Merlin 1C (เครื่องยนต์หมายเลข 1) ของ ภารกิจ CRS-1เกิดความผิดปกติขึ้นที่เวลา T+00:01:20 ซึ่งปรากฏให้เห็นในวิดีโอการปล่อย CRS-1เป็นแสงวาบ ความล้มเหลวเกิดขึ้นในขณะที่ยานบรรลุค่า max-Q (แรงดันอากาศพลศาสตร์สูงสุด) การตรวจสอบภายในของ SpaceX พบว่าเครื่องยนต์ถูกปิดลงหลังจากแรงดันลดลงอย่างกะทันหัน และมีเพียงเปลือกอากาศพลศาสตร์เท่านั้นที่ถูกทำลาย ทำให้เกิดเศษซากที่เห็นในวิดีโอ เครื่องยนต์ไม่ได้ระเบิด เนื่องจากศูนย์ควบคุมภาคพื้นดินของ SpaceX ยังคงได้รับข้อมูลจากเครื่องยนต์ตลอดการบิน ภารกิจหลักไม่ได้รับผลกระทบจากความผิดปกติเนื่องจากการทำงานตามปกติของเครื่องยนต์ที่เหลืออีกแปดเครื่องและการปรับวิถีการบินบนยาน^{[ 21 ]}แต่ภารกิจรองไม่สามารถไปถึงวงโคจรเป้าหมายได้เนื่องจากโปรโตคอลด้านความปลอดภัยที่กำหนดไว้เพื่อป้องกันการชนกับ ISS โปรโตคอลเหล่านี้ป้องกันการจุดระเบิดครั้งที่สองของขั้นบนสำหรับภารกิจรอง^{[ 22 ]}

SpaceX วางแผนที่จะพัฒนาเครื่องยนต์ Merlin 1C รุ่น 560 kN (130,000 lbf) เพื่อใช้ในจรวด Falcon 9 Block II และ Falcon 1E ^{[ 23 ]}เครื่องยนต์และจรวดรุ่นเหล่านี้ถูกยกเลิกไปเพื่อใช้เครื่องยนต์ Merlin 1D ที่ทันสมัยกว่าและจรวด Falcon 9 v1.1 ที่ยาวกว่าแทน

เมื่อวันที่ 10 มีนาคม พ.ศ. 2552 ข่าวประชาสัมพันธ์ของ SpaceX ประกาศความสำเร็จในการทดสอบเครื่องยนต์ Merlin Vacuum ซึ่งเป็นรุ่นดัดแปลงของเครื่องยนต์ 1C โดย Merlin Vacuum มีส่วนท่อไอเสียที่ใหญ่กว่าและหัวฉีดขยายตัวที่ใหญ่กว่าอย่างมากเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในสุญญากาศของอวกาศ ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยความร้อน ในขณะที่ หัวฉีดขยายตัวที่ทำจากโลหะผสมไนโอเบียม^{[ 13 ]}ยาว 2.7 เมตร (9 ฟุต) ^{[ 24 ]} ระบาย ความร้อนด้วยการแผ่รังสี เครื่องยนต์นี้ให้แรงขับในสุญญากาศ 411 กิโลนิวตัน (92,500 ปอนด์) และแรงขับจำเพาะใน สุญญากาศ 342 วินาที (3.35 กม./วินาที) ^{[ 25 ]}เครื่องยนต์ Merlin Vacuum รุ่นแรกที่ผลิตขึ้นได้ผ่านการทดสอบการจุดระเบิดแบบเต็มระยะเวลา (329 วินาที) ของขั้นที่สองของจรวด Falcon 9 ที่ประกอบเข้าด้วยกัน เมื่อวันที่ 2 มกราคม 2010 ^{[ 26 ]}มันถูกนำไปใช้ในขั้นที่สองสำหรับการบินครั้งแรกของ Falcon 9 เมื่อวันที่ 4 มิถุนายน 2010 ด้วยกำลังเต็มที่ และ ณ วันที่ 10 มีนาคม 2009 เครื่องยนต์ Merlin Vacuum ทำงานด้วยประสิทธิภาพสูงสุดในบรรดาเครื่องยนต์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่ผลิตในอเมริกา^{[ 27 ]}

การทดสอบเครื่องยนต์ Merlin Vacuum ที่ได้รับการดัดแปลงโดยไม่ได้วางแผนไว้ล่วงหน้าเกิดขึ้นในเดือนธันวาคม 2010 ก่อนการบินครั้งที่สองของFalcon 9 ที่กำหนดไว้ไม่นาน ได้ มีการค้นพบรอยแตกสองรอยในหัวฉีดแผ่นโลหะผสมไนโอเบียมยาว 2.7 เมตร (9 ฟุต) ของเครื่องยนต์ Merlin Vacuum วิธีแก้ปัญหาทางวิศวกรรมคือการตัดหัวฉีดส่วนล่างออก 1.2 เมตร (4 ฟุต) และทำการปล่อยจรวดในอีกสองวันต่อมา เนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะได้รับจากหัวฉีดที่ยาวขึ้นนั้นไม่จำเป็นต่อการบรรลุวัตถุประสงค์ของภารกิจ เครื่องยนต์ที่ได้รับการดัดแปลงนี้ประสบความสำเร็จในการส่งขั้นที่สองขึ้นสู่วงโคจรที่ระดับความสูง 11,000 กม. (6,800 ไมล์) ^{[ 24 ]}

เครื่องยนต์ Merlin 1D ได้รับการพัฒนาโดย SpaceX ระหว่างปี 2011 และ 2012 โดยมีการบินครั้งแรกในปี 2013 เป้าหมายการออกแบบสำหรับเครื่องยนต์ใหม่นี้รวมถึงความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น และความสามารถในการผลิตที่ดีขึ้น^{[ 28 ]}ในปี 2011 เป้าหมายด้านประสิทธิภาพของเครื่องยนต์คือแรงขับในสุญญากาศ 690 kN (155,000 lbf) แรงดลจำเพาะในสุญญากาศ ( I _sp ) 310 s (3.0 กม./วินาที) อัตราส่วนการขยายตัว 16 (ตรงข้ามกับ 14.5 ของ Merlin 1C รุ่นก่อนหน้า) และความดันในห้องเผาไหม้ใน "จุดที่เหมาะสม" ที่ 9.7 MPa (1,410 psi) เดิมที Merlin 1D ได้รับการออกแบบให้ลดกำลังขับระหว่าง 100% ถึง 70% ของแรงขับสูงสุด อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงเพิ่มเติมตั้งแต่ปี 2013 ทำให้เครื่องยนต์สามารถลดกำลังขับได้ถึง 40% ^{[ 29 ]}

อัตราส่วนของส่วนผสมเชื้อเพลิง/สารออกซิไดเซอร์พื้นฐานของเมอร์ลินถูกควบคุมโดยขนาดของท่อส่งเชื้อเพลิงไปยังเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง โดยมีเพียงปริมาณเล็กน้อยของการไหลทั้งหมดที่ถูกตัดแต่งโดย " วาล์วผีเสื้อที่ควบคุมด้วยเซอร์โวมอเตอร์ " เพื่อให้สามารถควบคุมอัตราส่วนของส่วนผสม ได้อย่างละเอียด ^{[ 30 ]}

เมื่อวันที่ 24 พฤศจิกายน 2013 อีลอน มัสก์ ระบุว่าเครื่องยนต์ทำงานที่ศักยภาพ 85% และพวกเขาคาดว่าจะสามารถเพิ่มแรงขับที่ระดับน้ำทะเลได้ประมาณ 730 kN (165,000 lbf) และอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักที่ 180 ^{[ 31 ]}เครื่องยนต์ Merlin 1D รุ่นนี้ถูกนำไปใช้กับFalcon 9 Full Thrustและบินครั้งแรกใน เที่ยว บิน ที่ 20

ในเดือนพฤษภาคม 2016 SpaceX ประกาศแผนการที่จะอัพเกรดเครื่องยนต์ Merlin 1D ให้ดียิ่งขึ้น โดยเพิ่มแรงขับในสุญญากาศเป็น 914 กิโลนิวตัน (205,000 ปอนด์) และแรงขับที่ระดับน้ำทะเลเป็น 845 กิโลนิวตัน (190,000 ปอนด์) ตามที่ SpaceX ระบุ แรงขับที่เพิ่มขึ้นนี้จะเพิ่มขีดความสามารถในการบรรทุกสัมภาระของจรวด Falcon 9 ในวงโคจรต่ำของโลก (LEO) เป็นประมาณ 22 ตัน ในภารกิจที่ใช้แล้วทิ้งทั้งหมด SpaceX ยังระบุอีกว่า แตกต่างจากรุ่น Full Thrust ก่อนหน้านี้ของจรวด Falcon 9 การเพิ่มประสิทธิภาพนี้เกิดจากการอัพเกรดเครื่องยนต์เพียงอย่างเดียว และไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอื่นใดที่วางแผนไว้สำหรับตัวจรวด

ในเดือนพฤษภาคม 2018 ก่อนการบินครั้งแรกของFalcon 9 Block 5 SpaceX ได้ประกาศว่าบรรลุเป้าหมาย 845 kN (190,000 lbf) แล้ว^{[ 32 ]}ปัจจุบัน Merlin 1D มีแรงขับที่ระดับน้ำทะเลใกล้เคียงกับ เครื่องยนต์ Rocketdyne H-1 / RS-27 ที่ปลดประจำการแล้ว ซึ่งใช้ในSaturn I , Saturn IBและDelta II

เมื่อวันที่ 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2567 เครื่องยนต์เมอร์ลินหนึ่งในเก้าเครื่องที่ใช้ในการปล่อยจรวดครั้งนั้นได้บินปฏิบัติภารกิจครั้งที่ 22 ซึ่งในขณะนั้นเป็นเครื่องยนต์นำในการบิน นับเป็นเครื่องยนต์จรวดที่บินมากที่สุดในปัจจุบัน แซงหน้า สถิติของ เครื่องยนต์หลักของกระสวยอวกาศหมายเลข 2019 ที่บิน 19 ครั้ง^{[ 33 ]}

การปล่อย ดาวเทียม Starlink เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2020 บนจรวดFalcon 9ประสบปัญหาเครื่องยนต์ดับก่อนกำหนดระหว่างการขึ้นบิน การดับเกิดขึ้นหลังจากบินไปได้ 2 นาที 22 วินาที และมี "เหตุการณ์" ที่เห็นได้จากกล้อง เครื่องยนต์ที่เหลือของ Falcon 9 ยังคงทำงานต่อไปได้นานกว่าและส่ง payload ขึ้นสู่วงโคจรได้สำเร็จ อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถกู้คืนส่วนแรกของจรวดได้สำเร็จ ในการตรวจสอบภายหลัง SpaceX พบว่าไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ที่ใช้เป็นของเหลวทำความสะอาดติดอยู่และเกิดการลุกไหม้ ทำให้เครื่องยนต์ดับ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ในการปล่อยจรวดครั้งถัดไป SpaceX ระบุว่าไม่ได้ดำเนินการทำความสะอาด^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

เมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2020 การปล่อยดาวเทียม GPS-III ถูกยกเลิกที่ T-2 วินาที เนื่องจากตรวจพบการสตาร์ทเครื่องยนต์ก่อนกำหนดในเครื่องยนต์ 2 ใน 9 เครื่องของขั้นแรก เครื่องยนต์ถูกนำออกเพื่อทำการทดสอบเพิ่มเติม และพบว่าพอร์ตในเครื่องกำเนิดก๊าซถูกปิดกั้น หลังจากกำจัดสิ่งอุดตันแล้ว เครื่องยนต์ก็เริ่มทำงานตามปกติ หลังจากนั้น SpaceX ได้ตรวจสอบเครื่องยนต์อื่นๆ ในกลุ่มจรวดของตน และพบว่าเครื่องยนต์ 2 เครื่องบนจรวด Falcon 9 ที่มีไว้สำหรับการปล่อย Crew-1 ก็มีปัญหาเดียวกันนี้ เครื่องยนต์เหล่านั้นถูกเปลี่ยนเป็นเครื่องยนต์ M1D ใหม่^{[ 37 ]}

เมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2564 ในเที่ยวบิน Falcon 9 เที่ยวบินที่ 108 ซึ่งปล่อย ดาวเทียม Starlinkเครื่องยนต์ตัวหนึ่งดับลงก่อนกำหนดเนื่องจากก๊าซไอเสียร้อนไหลผ่านฝาครอบป้องกันความร้อนที่เสียหาย ภารกิจประสบความสำเร็จ แต่บูสเตอร์ไม่สามารถกู้คืนได้^{[ 38 ]}

เครื่องยนต์ Merlin 1D รุ่นสุญญากาศได้รับการพัฒนาสำหรับFalcon 9 v1.1และขั้นที่สอง ของ Falcon Heavy ^{[ 2 ]}ณ ปี 2020 แรงขับของ Merlin 1D Vacuum อยู่ที่ 220,500 lbf (981 kN) ^{[ 39 ]}โดยมีแรงขับจำเพาะ 348 วินาที^{[ 40 ]} ซึ่ง เป็นแรงขับจำเพาะสูงสุดเท่าที่เคยมีมาสำหรับเครื่องยนต์จรวดไฮโดรคาร์บอนของสหรัฐฯ^{[ 41 ]}การเพิ่มขึ้นนี้เป็นผลมาจากอัตราส่วนการขยายตัว ที่มากขึ้น ซึ่งได้มาจากการทำงานในสุญญากาศ ปัจจุบันอยู่ที่ 165:1 โดยใช้ส่วนขยายหัวฉีดที่ได้รับการปรับปรุง^{[ 40 ] [ 42 ]}

เครื่องยนต์สามารถลดกำลังลงเหลือ 39% ของแรงขับสูงสุด หรือ 360 kN (81,000 lbf) ^{[ 42 ]}

การปล่อยภารกิจ Transporter-7 ได้เปิดตัวการออกแบบส่วนขยายหัวฉีดเครื่องยนต์สุญญากาศ Merlin (MVac) แบบใหม่ หรือแบบที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มรอบการทำงานและลดต้นทุน ส่วนขยายหัวฉีดแบบใหม่นี้สั้นกว่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพและการใช้วัสดุลดลง หัวฉีดนี้ใช้เฉพาะในภารกิจที่มีประสิทธิภาพต่ำเท่านั้น เนื่องจากหัวฉีดนี้ทำให้เครื่องยนต์ MVac สร้างแรงขับในอวกาศน้อยลง 10% หัวฉีดนี้ช่วยลดปริมาณวัสดุที่จำเป็นลง 75% ซึ่งหมายความว่า SpaceX สามารถปล่อยภารกิจได้มากกว่าสามเท่าด้วยปริมาณ โลหะ ไนโอเบียม หายากเท่าเดิม เมื่อเทียบกับการออกแบบที่ยาวกว่า^{[ 43 ] [ 44 ]}

เมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม 2024 เที่ยวบิน Falcon 9 หมายเลข 354 ที่ปล่อยดาวเทียม Starlinkกลุ่ม 9-3 จากฐานทัพอากาศแวนเดนเบิร์กในแคลิฟอร์เนีย ประสบกับความผิดปกติของเครื่องยนต์ MVac ระหว่างความพยายามจุดเครื่องยนต์ใหม่เพื่อเพิ่มจุดใกล้โลกที่สุดของดาวเทียม Starlink ทั้ง 22 ดวงสำหรับการปล่อย ในวันที่ X อีลอน มัสก์และ SpaceX ต่างยืนยันว่าเครื่องยนต์ล้มเหลวอย่างรุนแรงระหว่างความพยายามจุดเครื่องยนต์ใหม่ครั้งที่สอง แม้ว่าจะไม่ปรากฏว่าส่วนที่สองของยานได้รับความเสียหาย เนื่องจากส่วนดังกล่าวได้ดำเนินการปล่อยดาวเทียมที่อยู่บนยานต่อไป^{[ 45 ]}

SpaceX ใช้การออกแบบสำรองสามเท่าในคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์เมอร์ลิน ระบบนี้ใช้คอมพิวเตอร์สามเครื่องในแต่ละหน่วยประมวลผล โดยแต่ละเครื่องจะตรวจสอบซึ่งกันและกันอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างการออกแบบที่ทนต่อความผิดพลาดหน่วยประมวลผลหนึ่งหน่วยเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์เมอร์ลินทั้งสิบเครื่อง (เก้าเครื่องในขั้นตอนแรก หนึ่งเครื่องในขั้นตอนที่สอง) ที่ใช้ในยานปล่อยจรวดฟอลคอน 9 ^{[ 46 ]}

ปั๊มเทอร์โบ Merlin LOX/RP-1 ที่ใช้ในเครื่องยนต์ Merlin 1A–1C ได้รับการออกแบบและพัฒนาโดย Barber-Nichols ^{[ 47 ]}มันหมุนด้วยความเร็ว 36,000  รอบต่อนาทีให้กำลัง 10,000 แรงม้า (7,500 กิโลวัตต์) ^{[ 48 ]}

ปั๊มเทอร์โบ LOX/RP-1 triump rocket 3 บนเครื่องยนต์ Merlin แต่ละเครื่องขับเคลื่อนด้วยเครื่องกำเนิดก๊าซ แบบวงจรเปิดที่มีเชื้อเพลิงมากคล้ายกับที่ใช้ใน เครื่องยนต์Rocketdyne F-1ในยุค Apollo ^{[ 49 ]}

ณ เดือนสิงหาคม 2554 SpaceX ผลิตเครื่องยนต์ Merlin ได้ในอัตรา 8 เครื่องต่อเดือน โดยวางแผนที่จะเพิ่มกำลังการผลิตเป็นประมาณ 33 เครื่องต่อเดือน (หรือ 400 เครื่องต่อปี) ในที่สุด^{[ 2 ]} ภายในเดือนกันยายน 2556 พื้นที่การผลิตทั้งหมดของ SpaceX เพิ่มขึ้นเกือบ 93,000 ตารางเมตร (1 ล้านตารางฟุต) และโรงงานได้รับการกำหนดค่าให้สามารถผลิตแกนจรวดได้สูงสุดถึง 40 แกนต่อปี ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้เครื่องยนต์ 400 เครื่องต่อปีตามที่วางแผนไว้ก่อนหน้านี้^{[ 50 ]}ภายในเดือนตุลาคม 2557 SpaceX ประกาศว่าได้ผลิตเครื่องยนต์ Merlin 1D เครื่องที่ 100 แล้ว และขณะนี้กำลังผลิตเครื่องยนต์ในอัตรา 4 เครื่องต่อสัปดาห์ ซึ่งจะเพิ่มขึ้นเป็น 5 เครื่องในไม่ช้า^{[ 51 ] [ 52 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559 SpaceX ระบุว่าบริษัทจะต้องสร้างเครื่องยนต์หลายร้อยเครื่องต่อปีเพื่อรองรับอัตราการผลิต Falcon 9/Falcon Heavy ที่ 30 แกนจรวดต่อปีภายในสิ้นปี พ.ศ. 2559 ^{[ 53 ]}

จรวด Falcon 9 แต่ละลำใช้เครื่องยนต์ Merlin จำนวน 9 เครื่อง และส่วนที่สองใช้เครื่องยนต์ Merlin Vacuum อีก 1 เครื่อง ส่วนที่สองเป็นชิ้นส่วนที่ใช้แล้วหมดไป ดังนั้นการปล่อยจรวดแต่ละครั้งจึงใช้เครื่องยนต์ Merlin Vacuum เพียง 1 เครื่อง SpaceX ออกแบบจรวดให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยการลงจอดด้วยแรงขับดัน และจรวดที่นำกลับมาใช้ใหม่ลำแรกถูกนำกลับมาใช้ในเดือนมีนาคม 2017 ภายในปี 2020 มีเพียง 5 จาก 26 การปล่อยจรวด Falcon 9 ที่ใช้จรวดใหม่ และภายในปี 2021 มีเพียง 2 จาก 31 การปล่อยจรวด Falcon 9 ที่ใช้จรวดใหม่

ในการประชุม Joint Propulsion ของ American Institute of Aeronautics and Astronautics เมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม 2010 Tom Markusic ผู้อำนวยการศูนย์พัฒนาจรวด McGregor ของ SpaceX ได้แบ่งปันข้อมูลบางส่วนจากขั้นตอนเริ่มต้นของการวางแผนสำหรับเครื่องยนต์ใหม่เครื่องยนต์ Merlin 2 ของ SpaceX ที่ใช้เชื้อเพลิงLOX /RP-1 ใน วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซสามารถสร้างแรงขับได้ 7,600 kN (1,700,000 lbf) ที่ระดับน้ำทะเล และ 8,500 kN (1,920,000 lbf) ในสุญญากาศ และจะให้พลังงานสำหรับยานปล่อยจรวดขนาดใหญ่พิเศษตามแนวคิดของ SpaceX ซึ่ง Markusic ตั้งชื่อว่าFalcon XและFalcon XXความสามารถดังกล่าว หากสร้างขึ้น จะส่งผลให้เครื่องยนต์มีแรงขับมากกว่าเครื่องยนต์ F-1 ที่ ^ใช้ในSaturn V [ ^{54 ]}

Markusic ระบุว่า Merlin 2 ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้กับ Falcon 9 Heavy รุ่นที่มีศักยภาพมากขึ้น โดย "สามารถผ่านการรับรองได้ภายในสามปีด้วยงบประมาณ 1 พันล้านดอลลาร์" ^{[ 55 ]}ในช่วงกลางเดือนสิงหาคมElon Musk ซีอีโอของ SpaceX ชี้แจงว่า แม้ว่าสถาปัตยกรรมของเครื่องยนต์ Merlin 2 จะเป็นองค์ประกอบสำคัญของความพยายามใดๆ ที่ SpaceX จะทำเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของยานปล่อยจรวด "น้ำหนักบรรทุกมหาศาล" และ SpaceX ก็ต้องการ "ก้าวไปสู่การยกน้ำหนักมหาศาล" จริงๆ แต่รูปแบบการออกแบบเฉพาะของยานปล่อยจรวดที่ Markusic แสดงในการประชุมด้านระบบขับเคลื่อนนั้นเป็นเพียง "แนวคิดระดมสมอง" ในเชิงแนวคิดเท่านั้น เป็นเพียง "แนวคิดมากมายสำหรับการอภิปราย" ^{[ 56 ]}

นับตั้งแต่การอภิปรายครั้งแรก ไม่มีงานใด ๆ เกี่ยวกับ เครื่องยนต์ เคโรลอกซ์ "เมอร์ลิน 2" ที่ได้รับการดำเนินการต่อและเปิดเผยต่อสาธารณะ ในการประชุม Joint Propulsion Conference ปี 2011 อีลอน มัสก์ กล่าวว่า SpaceX กำลังทำงานเพื่อพัฒนาเครื่องยนต์แบบวงจร หลายขั้นตอนแทน ^{[ 57 ]}ในเดือนตุลาคม 2012 SpaceX ได้ประกาศต่อสาธารณะถึงงานแนวคิดเกี่ยวกับเครื่องยนต์จรวดที่จะมี "กำลังมากกว่าเครื่องยนต์ซีรีส์เมอร์ลิน 1 หลายเท่า และจะไม่ใช้ เชื้อเพลิง RP-1 ของเมอร์ลิน " ^{[ 58 ]}พวกเขาระบุว่าเครื่องยนต์ขนาดใหญ่นี้มีจุดประสงค์สำหรับจรวด SpaceX รุ่นใหม่ โดยการใช้เครื่องยนต์ขนาดใหญ่เหล่านี้หลายเครื่องจะสามารถส่งน้ำหนักบรรทุกได้ประมาณ 150 ถึง 200 ตัน (170 ถึง 220 ตันสั้น ) ไปยังวงโคจรต่ำของโลกเครื่องยนต์ที่กำลังจะออกมาซึ่งอยู่ระหว่างการพัฒนาโดย SpaceX ได้รับการตั้งชื่อว่า " Raptor " แรปเตอร์จะใช้มีเทนเหลวเป็นเชื้อเพลิง และระบุว่ามีแรงขับที่ระดับน้ำทะเล 6,700 กิโลนิวตัน (1,500,000 ปอนด์) ^{[ 59 ]}นับตั้งแต่การประกาศแรปเตอร์ครั้งแรก มัสก์ได้ปรับปรุงข้อมูลจำเพาะเป็นประมาณ 230 ตัน-แรง (2,300 กิโลนิวตัน; 510,000 ปอนด์) ซึ่งประมาณหนึ่งในสามของตัวเลขที่เผยแพร่เดิม โดยอิงจากผลลัพธ์ของการปรับอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักให้เหมาะสม^{[ 60 ]}

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์จรวดเมอร์ลิน

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ SpaceX