Boostback-burn: hoe een raket zichzelf terugstuurt naar de lanceerbasis
Een boostback-burn is een korte, krachtige motorstoot die de eerste trap van een raket vlak na de lancering een nieuwe koers geeft: terug naar de plek waar hij vandaan kwam. Nadat de trap zijn lading — meestal de tweede trap met satellieten of een ruimtevaartuig — heeft losgelaten, vliegt hij nog steeds met hoge snelheid weg van de lanceerbasis. De boostback-burn keert die beweging om, zodat de trap in plaats van verder de ruimte in, terugvalt richting het lanceerterrein om daar rechtop te landen.
Een handige vergelijking is een bus die passagiers afzet op een station ver van de garage. In plaats van door te rijden naar de eindbestemming, maakt de bus een U-bocht en rijdt terug naar huis om opnieuw te worden ingezet. De boostback-burn is precies dat moment van omkeren, maar dan uitgevoerd door een raketmotor op zo'n honderd kilometer hoogte, met een snelheid van duizenden kilometers per uur.
Wat is het precies?
De boostback-burn is één stap in een reeks manoeuvres die een herbruikbare raket uitvoert na de stage separation (het loskoppelen van de eerste en tweede trap). Deze reeks verloopt ongeveer als volgt.
Eerst is er de MECO (main engine cut-off): de hoofdmotoren van de eerste trap slaan af omdat de tweede trap het overneemt. Vlak daarna koppelt de eerste trap los en drijft hij nog even door, met de neus naar boven en de motoren naar achteren.
Vervolgens draait de trap zich om met kleine stikstofstuwtjes, de zogeheten cold-gas thrusters. Deze kleine gasstootjes hebben geen verbranding nodig en zijn precies genoeg om de logge, uitgebrande trap langzaam 180 graden te laten draaien, zodat de motoren nu naar voren wijzen, in de richting waarin de trap beweegt.
Dan volgt de boostback-burn zelf: een aantal motoren van de trap ontsteekt kort — meestal enkele tientallen seconden — om de horizontale snelheid van de trap af te remmen en om te buigen richting het landingspunt. Hierna zweeft de trap in een boog terug naar de aarde, vergelijkbaar met een bal die je schuin omhoog gooit.
Voor de terugkeer in de dichtere lagen van de atmosfeer volgt meestal nog een entry burn, die de trap afremt zodat de wrijvingshitte en luchtweerstand niet te destructief worden. Vlak boven de grond of het landingsplatform volgt ten slotte de landing burn, een korte, precieze stoot die de trap tot bijna stilstand brengt vlak voor het uitklappen van de landingspoten.
Wat wil men ermee bereiken?
Het uiteindelijke doel van de boostback-burn is simpel maar ambitieus: een raket die normaal gesproken na één vlucht in zee stort, terug naar de lanceerbasis laten vliegen zodat hij kan worden hergebruikt. Dit heet RTLS, wat staat voor Return To Launch Site.
Ruimtevaart is historisch extreem duur, deels omdat elke raket na één lancering wegwerpafval werd. Als een booster (de eerste trap) tientallen keren kan vliegen in plaats van één keer, dalen de kosten per lancering aanzienlijk, omdat de bouwkosten van de trap over veel meer vluchten worden verdeeld.
Daarnaast bespaart RTLS tijd en logistiek. Een trap die terugkeert naar de lanceerbasis kan sneller worden voorbereid voor een volgende vlucht dan een trap die eerst met een schip van een drijvend landingsplatform op zee moet worden teruggehaald.
De keerzijde is dat een boostback-burn brandstof kost — brandstof die anders naar de lading had kunnen gaan. Daarom wordt RTLS vooral gebruikt bij lichtere ladingen; bij zware of verre missies is er te weinig brandstofmarge over voor de terugvlucht en moet de trap in plaats daarvan landen op een drijvend platform verderop in de vaarroute, zonder (volledige) boostback-burn.
Voorbeelden uit de praktijk
De boostback-burn is vooral bekend geworden door SpaceX, dat de manoeuvre sinds het midden van de jaren 2010 herhaaldelijk succesvol heeft uitgevoerd met de Falcon 9 en Falcon Heavy.
- Orbcomm OG2 Mission 2 (21 december 2015): de eerste keer dat een orbital-class raket zijn eerste trap succesvol terugbracht en rechtop liet landen, op Landing Zone 1 bij Cape Canaveral. Dit gold destijds als een mijlpaal in de ruimtevaart.
- Falcon Heavy Demo Flight (6 februari 2018): de twee zij-boosters van de Falcon Heavy voerden vrijwel gelijktijdig een boostback-burn uit en landden kort na elkaar op Landing Zone 1 en Landing Zone 2, een indrukwekkend gesynchroniseerd schouwspel. De middelste kern, die een zwaardere taak had, landde niet op het land maar moest op een drijvend platform landen en ging daarbij verloren.
- Routinematige Starlink-lanceringen (2017-heden): bij het lanceren van SpaceX' eigen Starlink-satellieten, die relatief licht zijn, wordt regelmatig gekozen voor RTLS met boostback-burn, omdat er voldoende brandstofmarge overblijft.
- Bemande Crew Dragon-missies (vanaf 2020): bij zwaardere of energie-intensievere missies naar het internationaal ruimtestation kiest SpaceX doorgaans niet voor RTLS maar voor een landing op een drijvend platform in de Atlantische Oceaan, omdat een volledige boostback-burn te veel brandstof zou kosten.
Hoe ver is de techniek?
Bij SpaceX is de boostback-burn inmiddels een routineonderdeel geworden van tientallen lanceringen per jaar, met een hoog slagingspercentage. Wat ooit experimenteel was, is nu een herhaalbaar, voorspelbaar proces geworden — de landingen worden zelfs live uitgezonden als vast onderdeel van de missie.
Toch blijft het een precisiemanoeuvre met smalle marges. De timing, brandstofberekening en windomstandigheden moeten kloppen; een kleine afwijking kan leiden tot een mislukte landing. In de begindagen van het programma (2013-2016) mislukten meerdere landingspogingen, vaak door problemen tijdens de entry- of landingsfase, minder vaak door de boostback-burn zelf.
Andere bedrijven staan in dit opzicht nog vroeger in hun ontwikkeling. Blue Origin voerde met zijn orbitale raket New Glenn begin 2025 een eerste landingspoging uit op een drijvend platform; deze poging op de allereerste orbitale vlucht slaagde niet, wat aangeeft hoe lastig het is om deze techniek betrouwbaar te herhalen zonder de jarenlange leercurve die SpaceX heeft doorlopen.
Een belangrijk technisch obstakel blijft de afweging tussen brandstofmarge en laadvermogen: hoe zwaarder de lading, hoe minder brandstof overblijft voor een boostback-burn, en hoe verder weg (of hoe onmogelijk) een terugkeer naar de lanceerbasis wordt.
Wie werken eraan?
SpaceX (Verenigde Staten) is verreweg de meest ervaren partij met boostback-burns en RTLS-landingen, met de Falcon 9 en Falcon Heavy als bewezen platforms.
Blue Origin (Verenigde Staten) ontwikkelt vergelijkbare herbruikbare technologie voor zijn orbitale raket New Glenn, waarbij de eerste trap terugkeert naar een drijvend platform op zee (genaamd Jacklyn).
Rocket Lab (Verenigde Staten/Nieuw-Zeeland) werkt aan de Neutron-raket, die eveneens herbruikbaarheid nastreeft, met een eigen variant op de terugkeermanoeuvre.
In China werken meerdere private en staatsgelieerde bedrijven, waaronder Landspace en iSpace, aan raketten met herbruikbare eerste trappen en hebben zij testvluchten uitgevoerd met sprong- en landingsmanoeuvres die qua principe op de boostback-burn lijken. Deze programma's bevinden zich over het algemeen in een vroeger ontwikkelstadium dan die van SpaceX.
Daarnaast houden ruimtevaartautoriteiten zoals de Amerikaanse FAA (Federal Aviation Administration) toezicht op deze lanceringen en landingen, omdat het risico's met zich meebrengt voor luchtruim en grondgebied rond de lanceerbasis.