Apollo 1

Sous la désignation technique AS-204, la mission devait être le premier vol habité du programme Apollo : un essai en orbite terrestre basse du module de commande et de service, lancé par un Saturn IB depuis le complexe 34 de la station de l'US Air Force de Cape Kennedy. Le plan prévoyait de vérifier les opérations de lancement, les installations de poursuite et de contrôle au sol ainsi que le comportement de l'ensemble Apollo-Saturn, pour une durée pouvant atteindre deux semaines selon le comportement du vaisseau. Le décollage était fixé au 21 février 1967, après que des retards dans la préparation du vaisseau eurent fait perdre l'objectif du dernier trimestre 1966.

Le vaisseau assigné était le CSM-012, construit par North American Aviation. Il appartenait à la version Bloc I, conçue avant que ne soit retenue la stratégie de rendez-vous en orbite lunaire, et manquait donc de capacité d'amarrage avec le module lunaire ; cette capacité, ainsi que les enseignements tirés du Bloc I, seraient intégrés au Bloc II. Le directeur des opérations des équipages de vol, Deke Slayton, avait sélectionné l'équipage en janvier 1966, avec Grissom comme commandant, White comme pilote expérimenté et le novice Donn F. Eisele comme pilote ; une blessure à l'épaule d'Eisele obligea à le remplacer par Chaffee, et la NASA annonça l'équipage définitif le 21 mars 1966. James McDivitt, David Scott et Russell Schweickart furent désignés équipage de réserve, remplacés en décembre par Walter Schirra, Eisele et Walter Cunningham lorsque le second vol du Bloc I fut annulé.

Le module de commande et de service d'Apollo était bien plus grand et considérablement plus complexe que tout vaisseau habité précédent. North American livra le CSM-012 au centre spatial Kennedy le 26 août 1966 avec un certificat de navigabilité conditionnel : restaient à y achever 113 modifications techniques prévues et significatives, auxquelles s'ajoutèrent 623 autres ordres de modification émis et exécutés après la livraison. La difficulté de maintenir le simulateur d'entraînement à jour avec ces modifications finit par exaspérer Grissom, qui accrocha un citron au simulateur en guise de commentaire.

Une semaine avant la livraison, lors d'une réunion de revue tenue le 19 août 1966 avec le responsable du bureau du programme des vaisseaux Apollo, Joseph F. Shea, l'équipage fit part de son inquiétude quant à la quantité de matériaux inflammables présents dans la cabine, en particulier les filets en nylon et le velcro que les astronautes et les techniciens trouvaient commodes pour fixer outils et équipements. Shea jugea le vaisseau acceptable et ordonna à son équipe de transmettre à North American la demande de retrait de ces matériaux, mais ne supervisa pas personnellement la question.

Les essais en chambre d'altitude furent effectués d'abord sans équipage, puis avec les équipages titulaire et de réserve, entre le 10 octobre et le 30 décembre. Au cours de ces essais, un défaut de conception fut détecté dans l'unité de contrôle environnemental du module de commande, qui dut retourner chez le fabricant ; l'unité renvoyée perdait du liquide de refroidissement eau-glycol et dut repartir une seconde fois. Une fois les problèmes en suspens résolus, le vaisseau réussit l'essai en chambre d'altitude avec l'équipage de réserve le 30 décembre ; selon le rapport final de la commission d'enquête, l'équipage de réserve exprima lors de la séance suivante sa satisfaction quant à l'état et au comportement du vaisseau. Le 3 janvier 1967, le CSM-012 sortit de la chambre d'altitude et, le 6 janvier, fut arrimé à son Saturn IB sur le pas de tir 34.

L'essai du 27 janvier 1967 était un test dit de compte à rebours « débranché » (plugs-out) : il s'agissait de vérifier si le vaisseau fonctionnait normalement alimenté par sa propre énergie — simulée — avec tous les câbles et ombilicaux déconnectés. Le réussir était la condition pour maintenir la date de lancement de février. L'essai fut jugé non dangereux car ni le lanceur ni le vaisseau ne transportaient de carburant ni de fluides cryogéniques et tous les systèmes pyrotechniques étaient désactivés.

À treize heures, heure de l'Est, l'équipage entra dans le module de commande en scaphandre pressurisé, s'attacha aux sièges et se connecta aux systèmes d'oxygène et de communication du vaisseau. Grissom signala immédiatement une odeur étrange dans l'air circulant dans sa combinaison, qu'il compara à du beurre suri ; le compte à rebours fut interrompu à treize heures vingt pour prélever des échantillons d'air et reprit à quatorze heures quarante-deux sans que la cause en ait été trouvée. L'enquête ultérieure conclut que cette odeur n'avait aucun rapport avec l'incendie.

Trois minutes après la reprise du compte à rebours commença l'installation de l'écoutille, composée de trois éléments : une écoutille intérieure amovible restant à l'intérieur de la cabine, une écoutille extérieure à charnière faisant partie du bouclier thermique, et un couvercle extérieur intégré à la housse de protection au lancement enveloppant le module de commande. Ce couvercle ne s'emboîta que partiellement, la housse souple étant légèrement déformée par le câblage qui passait dessous pour fournir l'énergie simulée. Les écoutilles fermées, l'air de la cabine fut remplacé par de l'oxygène pur à 16,7 psi (115 kPa), soit deux psi au-dessus de la pression atmosphérique.

Des problèmes de communication entre la cabine, le bâtiment des opérations et vérifications et le bunker de contrôle du complexe 34 dominèrent l'après-midi. Un microphone de Grissom resta ouvert, et sa frustration fut enregistrée dans une phrase devenue célèbre : comment allait-on atteindre la Lune s'ils n'étaient pas capables de communiquer entre deux ou trois bâtiments. Le compte à rebours fut de nouveau interrompu à dix-sept heures quarante pour tenter de résoudre la panne ; à dix-huit heures vingt, toutes les fonctions préalables au transfert d'énergie interne simulée étaient achevées, et à dix-huit heures trente le compte à rebours restait bloqué à T moins dix minutes.

L'équipage profitait de l'attente pour repasser sa liste de vérification lorsqu'une hausse momentanée de tension fut enregistrée sur le bus de courant alternatif numéro 2. Neuf secondes plus tard, une exclamation se fit entendre, suivie de la transmission qui donna l'alerte : il y avait le feu dans la cabine. Après quelques secondes de silence arriva une seconde transmission, très déformée, demandant à ouvrir et à sortir. Certains témoins présents dans le bunker déclarèrent avoir vu sur les moniteurs White tendre la main vers la poignée d'ouverture de l'écoutille intérieure tandis que les flammes se propageaient de gauche à droite.

Alimenté par l'oxygène pur, le feu fit monter la pression intérieure jusqu'à 29 psi (200 kPa) et fit céder la paroi interne du module de commande. Flammes et gaz s'échappèrent par les panneaux d'accès ouverts vers deux niveaux de la structure de service du pas de tir. La chaleur intense, la fumée épaisse et des masques à gaz conçus pour les vapeurs toxiques et non pour la fumée gênèrent le travail du personnel au sol, qui craignait en outre que le vaisseau n'explose ou que le feu n'atteigne le moteur à carburant solide de la tour de sauvetage située au-dessus. Lorsque la pression se libéra par la rupture de la cabine, les flammes se propagèrent dans tout l'habitacle ; quand l'oxygène fut consumé et remplacé par de l'air atmosphérique, le feu s'éteignit pratiquement de lui-même, laissant la cabine remplie de fumée et de fortes concentrations de monoxyde de carbone.

Le personnel du pas de tir mit cinq minutes à ouvrir les trois couches de l'écoutille. L'autopsie détermina que la cause première de la mort des trois astronautes fut un arrêt cardiaque provoqué par les fortes concentrations de monoxyde de carbone, et que les brûlures ne furent pas un facteur principal. La commission conclut que White avait tenté d'ouvrir l'écoutille en suivant la procédure d'urgence, mais qu'il n'avait pas pu y parvenir contre la pression intérieure de la cabine.

À la suite de la défaillance en vol de la mission Gemini 8, le 17 mars 1966, l'administrateur adjoint de la NASA, Robert Seamans, avait rédigé et mis en place en avril 1966 une instruction de gestion définissant la politique et les procédures d'enquête sur les défaillances de mission et lui permettant d'ordonner des enquêtes indépendantes sur les défaillances majeures. Immédiatement après l'incendie, l'administrateur James E. Webb demanda au président Lyndon B. Johnson que la NASA puisse diriger l'enquête selon cette procédure, en s'engageant à être sincère dans l'attribution des responsabilités et à tenir informés les dirigeants du Congrès.

Seamans ordonna alors la constitution de la commission d'enquête Apollo 204, présidée par le directeur du centre de recherche Langley, Floyd L. Thompson, et à laquelle participèrent, entre autres, l'astronaute Frank Borman et le concepteur de vaisseaux Maxime Faget. Tout le matériel et les logiciels de la mission furent mis sous scellés et ne pouvaient être libérés que sous le contrôle de la commission. Après une documentation photographique stéréoscopique exhaustive de l'intérieur du CSM-012, la commission ordonna son démontage selon des procédures préalablement testées sur le module identique CM-014, examina chaque pièce, revit les résultats des autopsies et interrogea les témoins. Le rapport final fut publié le 5 avril 1967.

La commission identifia plusieurs facteurs qui, combinés, provoquèrent l'incendie et les décès : une source d'inflammation très probablement liée à un câblage vulnérable transportant l'énergie du vaisseau et à des conduites vulnérables transportant un liquide de refroidissement combustible et corrosif ; une atmosphère d'oxygène pur à une pression supérieure à l'atmosphérique ; une cabine scellée par une écoutille impossible à retirer rapidement à cette pression ; une distribution étendue de matériaux combustibles dans la cabine ; et une préparation aux situations d'urgence inadéquate.

Il ne fut pas possible d'identifier de façon concluante une source d'inflammation unique. La commission détermina que l'alimentation électrique avait momentanément failli quelques instants avant l'alerte et trouva des indices de plusieurs arcs électriques dans l'équipement intérieur, l'origine la plus probable du feu se situant près du sol, dans la partie inférieure gauche de la cabine, à proximité de l'unité de contrôle environnemental. Elle signala également un câble en cuivre argenté traversant cette unité, dépouillé de son isolation en téflon et usé par l'ouverture et la fermeture répétées d'une petite porte d'accès ; ce point faible longeait un raccord de la conduite de refroidissement à l'éthylène glycol et à l'eau, qui avait tendance à fuir. En mai 1967, on découvrit au centre des vaisseaux habités que l'électrolyse de la solution d'éthylène glycol avec l'anode en argent du câble pouvait provoquer une réaction exothermique violente capable d'enflammer le mélange dans une atmosphère d'oxygène pur.

Concernant l'atmosphère, l'essai avait été mené en reproduisant le niveau nominal de lancement : oxygène pur à 16,7 psi (115 kPa), soit deux psi au-dessus de la pression au niveau de la mer et plus de cinq fois la pression partielle d'oxygène de l'atmosphère terrestre, un environnement dans lequel des matériaux normalement considérés comme non inflammables brûlent facilement. La surpression était délibérée, destinée à chasser l'air avec de l'azote et à sceller l'écoutille de type bouchon ; pendant l'ascension, la pression aurait progressivement baissé jusqu'aux 5 psi (34 kPa) du vol. L'équipage titulaire avait répété avec succès cette procédure en chambre à vide en octobre 1966, et l'équipage de réserve l'avait répétée le 30 décembre.

Concernant les matériaux, la commission recensa de nombreux types et classes de matériaux combustibles à proximité de sources d'inflammation : le service des systèmes d'équipage de la NASA avait installé environ 34 pieds carrés (3,2 m²) de velcro répartis dans le vaisseau, presque comme une moquette, un matériau qui s'avéra inflammable dans une atmosphère d'oxygène pur à haute pression.

L'écoutille intérieure était de type bouchon, scellée par la pression intérieure supérieure de la cabine. La procédure d'urgence exigeait que Grissom ouvre d'abord la valve de ventilation de la cabine pour que White puisse retirer le couvercle, mais cette valve se trouvait à gauche, derrière le premier front de flammes ; et bien que le système pût ventiler sans difficulté la pression normale, sa capacité de débit était tout à fait insuffisante face à la montée rapide jusqu'à 29 psi (200 kPa). North American avait autrefois proposé une écoutille s'ouvrant vers l'extérieur avec des boulons explosifs, comme dans le programme Mercury, mais la NASA l'avait rejetée en raison du risque d'ouverture accidentelle — cela s'était produit lors du vol du Liberty Bell 7 de Grissom — et avait opté pour un mécanisme purement mécanique. Les astronautes avaient déjà recommandé, avant l'incendie, le passage à une écoutille s'ouvrant vers l'extérieur, prévue pour le Bloc II, bien plus pour faciliter la sortie lors des activités extravéhiculaires et à la fin du vol que pour l'évacuation d'urgence.

Le cinquième facteur fut la préparation aux situations d'urgence : les planificateurs n'avaient pas classé l'essai comme dangereux, l'équipement d'urgence était inadapté à un incendie de ce type, aucune équipe de pompiers, de secours ou d'assistance médicale n'était présente, et les zones de travail et d'accès au vaisseau étaient encombrées d'obstacles — marches, portes coulissantes et virages serrés — pour toute réponse rapide.

Le choix d'une atmosphère d'oxygène pur venait de la conception du vaisseau Mercury. La NASA avait envisagé un mélange d'azote et d'oxygène pour réduire le risque d'incendie à proximité du lancement, mais l'avait écarté pour plusieurs raisons : l'oxygène pur est respirable confortablement à 5 psi (34 kPa), ce qui réduit considérablement la charge de pression sur la structure du vaisseau dans le vide, et l'azote, combiné à la baisse de pression en vol, comportait un risque de maladie de décompression. La décision fut renforcée après un accident survenu en avril 1960, lorsqu'un pilote d'essai de McDonnell Aircraft perdit connaissance et fut gravement blessé en testant le système d'atmosphère de cabine et de combinaison Mercury dans une chambre à vide, à cause d'une fuite d'air pauvre en oxygène vers sa combinaison. North American avait suggéré pour Apollo un mélange d'oxygène et d'azote, mais la NASA imposa l'oxygène pur, jugé plus sûr, plus simple et plus léger.

Les antécédents d'incendies en milieux riches en oxygène ne manquaient pas. En 1962, une chambre à oxygène pur fut détruite à la base aérienne de Brooks, à San Antonio, lors d'un essai de combinaison Gemini ; en novembre de la même année, un autre incendie se déclara dans une chambre du laboratoire d'équipements des équipages aériens de la Marine à cause d'un câble de masse défectueux arquant sur l'isolation ; et en février 1965, deux plongeurs de la marine américaine périrent dans l'incendie d'un caisson de décompression. Le système de contrôle environnemental d'Apollo lui-même avait connu des accidents dus à des défauts de matériaux, dont un incendie en avril 1966 dont l'enquête avait déjà recommandé d'améliorer le choix des matériaux et alerté sur le risque d'arcs électriques et de courts-circuits. Dans le programme soviétique, un événement pire avait été passé sous silence : le cosmonaute Valentin Bondarenko mourut en mars 1961 des brûlures subies dans une chambre d'isolement à atmosphère riche en oxygène, un fait qui ne fut rendu public qu'en 1986. Quatre jours après l'incendie d'Apollo, deux militaires américains moururent dans une autre déflagration survenue dans une chambre à oxygène pur de l'école de médecine aérospatiale de la base de Brooks. Seamans écrivit plus tard que la pire erreur de jugement technique de la NASA avait été de ne pas avoir réalisé d'essai au feu sur le module de commande avant le test de compte à rebours débranché.

Les commissions des deux chambres du Congrès compétentes en matière de programme spatial ouvrirent leurs propres enquêtes, dont la commission de l'aéronautique et des sciences de l'espace du Sénat, présidée par le sénateur Clinton P. Anderson. Lors de l'audition du 27 février, le sénateur Walter F. Mondale demanda à Webb s'il connaissait un rapport sur des problèmes extraordinaires dans les performances de North American Aviation au titre du contrat Apollo. Webb répondit par la négative. Fin 1965, le général Samuel C. Phillips, directeur du programme Apollo, avait dirigé une équipe chargée d'enquêter sur les causes de la qualité insuffisante, des retards et des dépassements de coûts, tant pour le module de commande et de service que pour le deuxième étage du Saturn V, et avait présenté ses conclusions oralement à ses supérieurs ainsi que dans une note au président de North American.

Ce document devint connu sous le nom de « rapport Phillips ». L'insistance de Mondale et l'irritation suscitée par ce qui fut perçu comme une dissimulation de problèmes importants au Congrès placèrent la NASA dans une position difficile, et Webb finit par remettre une copie contrôlée de la note. La commission du Sénat consigna dans son rapport final le témoignage de l'agence selon lequel les conclusions de cette équipe n'avaient eu aucun effet sur l'accident ni aucun rapport avec lui, mais reprocha à la NASA de ne pas avoir informé la commission de la situation. La menace politique finit par se dissiper, en grande partie grâce au soutien du président Johnson. Les relations entre la NASA et North American se détériorèrent en raison du partage des responsabilités : Webb exigea du président de l'entreprise qu'il démissionne, lui ou son ingénieur en chef, et l'ingénieur en chef fut licencié. Shea, pour sa part, fut muté au siège de la NASA à Washington six mois après l'incendie et partit deux mois plus tard.

Le programme fut suspendu pour révision et refonte. Le module de commande se révéla extrêmement dangereux et, à certains endroits, assemblé avec négligence — on retrouva même une clé à douille oubliée dans la cabine. Il fut décidé que les vaisseaux restants du Bloc I seraient employés uniquement lors de vols d'essai non habités du Saturn V et que toutes les missions habitées utiliseraient le Bloc II, sur lequel furent appliquées des modifications profondes.

L'atmosphère de la cabine au lancement devint un mélange de 60 % d'oxygène et 40 % d'azote à la pression du niveau de la mer, 14,7 psi (101 kPa) ; pendant l'ascension, la cabine était rapidement ventilée jusqu'à 5 psi (34 kPa), puis purgée très lentement jusqu'à ce que la concentration d'azote tombe à zéro au cours de la journée suivante. À l'intérieur des combinaisons, l'oxygène pur fut maintenu, pour éviter la maladie de décompression pendant la chute rapide de pression à l'ascension. Le nylon des combinaisons du Bloc I fut remplacé par du tissu Beta, un matériau ininflammable et très résistant à la fusion, tissé en fibre de verre et recouvert de téflon. L'écoutille du Bloc II, déjà prévue avant l'accident, s'ouvrait vers l'extérieur et pouvait être actionnée en moins de cinq secondes, avec une cartouche d'azote sous pression au lieu de boulons explosifs pour écarter les ouvertures accidentelles. Les matériaux combustibles de la cabine furent remplacés par des versions autoextinguibles, les conduites et le câblage furent recouverts d'une isolation protectrice, le tube en aluminium fut remplacé par de l'acier inoxydable avec des jonctions soudées chaque fois que possible, et des protocoles rigoureux de documentation de la construction et de l'entretien du vaisseau furent mis en place.

Trois jours après l'accident, Gene Kranz réunit son équipe au centre de contrôle de mission et prononça un discours devenu l'un des principes fondateurs de la NASA : ils avaient été trop impatients avec le calendrier et avaient détourné le regard des problèmes qu'ils voyaient chaque jour ; désormais, chaque membre de chaque équipe devrait être dur et compétent.

Les veuves des trois astronautes demandèrent que le nom d'Apollo 1 soit réservé au vol que leurs maris n'avaient pas pu accomplir, et le 24 avril 1967, la NASA en fit une décision officielle : AS-204 serait enregistré comme Apollo 1, le premier vol habité Apollo-Saturn, qui échoua lors d'un essai au sol. En conséquence, la mission suivante, le premier vol d'essai non habité du Saturn V, fut désignée Apollo 4, et les dénominations Apollo 2 et Apollo 3 restèrent officiellement inutilisées.

Les vols habités furent suspendus vingt mois, une parenthèse qui permit de mettre à jour le Saturn V et le module lunaire, qui accumulaient eux aussi leurs propres retards. Le Saturn IB de la mission, l'AS-204 lui-même, fut démonté du complexe 34, remonté sur le complexe 37B et servit à lancer Apollo 5, l'essai orbital non habité du premier module lunaire, en janvier 1968. Apollo 4 vola en novembre 1967 et Apollo 6 en avril 1968. Le premier vol habité réussi du programme fut réalisé en octobre 1968 par l'équipage de réserve d'Apollo 1 — Schirra, Eisele et Cunningham — lors de la mission Apollo 7, avec un module de commande du Bloc II.

Le complexe 34 ne servit plus qu'au lancement d'Apollo 7 avant d'être démantelé jusqu'au socle en béton, qui subsiste encore aujourd'hui avec deux plaques commémoratives ; chaque année, les familles de l'équipage sont invitées à une cérémonie sur place, et en janvier 2005 y furent installés trois bancs de granit portant le nom de chaque astronaute. Grissom et Chaffee sont enterrés au cimetière national d'Arlington et White au cimetière de West Point. Leurs noms figurent au Space Mirror Memorial du complexe des visiteurs du centre spatial Kennedy ; Grissom reçut à titre posthume la médaille d'honneur spatiale du Congrès en 1978, White et Chaffee en 1997. L'équipage d'Apollo 11 laissa un écusson de la mission à la surface lunaire, et Apollo 15 y déposa la statuette « Fallen Astronaut » avec une plaque portant leurs noms. Trois étoiles du catalogue de navigation d'Apollo conservent les surnoms que l'équipage lui-même leur avait donnés par plaisanterie — Navi, Dnoces et Regor —, et que les équipages suivants continuèrent d'utiliser.

Le module de commande n'a jamais été exposé au public : après l'enquête, il fut conservé dans un entrepôt sous contrôle du centre de recherche Langley, à Hampton (Virginie). Le 27 janvier 2017, pour le cinquantième anniversaire de l'incendie, la NASA exposa pour la première fois l'écoutille d'Apollo 1 au complexe des visiteurs du centre spatial Kennedy, aux côtés des mémoriaux dédiés aux équipages de Challenger et de Columbia.