Apollo 1

Con la designazione tecnica AS-204, la missione doveva essere il primo volo con equipaggio del programma Apollo: una prova in orbita terrestre bassa del modulo di comando e servizio, lanciata da un Saturn IB dal complesso 34 della base dell'aeronautica militare di Cape Kennedy. Il piano prevedeva di verificare le operazioni di lancio, gli impianti di inseguimento e controllo a terra e il comportamento dell'insieme Apollo-Saturn, con una durata fino a due settimane a seconda del comportamento della navicella. Il decollo era fissato per il 21 febbraio 1967, dopo che i ritardi nella preparazione della navicella avevano fatto perdere l'obiettivo dell'ultimo trimestre del 1966.

La navicella assegnata era il CSM-012, costruito dalla North American Aviation. Apparteneva alla versione Blocco I, progettata prima che venisse scelta la strategia dell'incontro in orbita lunare, e per questo mancava della capacità di aggancio con il modulo lunare; tale capacità, insieme agli insegnamenti tratti dal Blocco I, sarebbe stata incorporata nel Blocco II. Il direttore delle operazioni degli equipaggi di volo, Deke Slayton, aveva selezionato l'equipaggio nel gennaio 1966, con Grissom come comandante, White come pilota esperto e l'esordiente Donn F. Eisele come pilota; un infortunio alla spalla di Eisele costrinse a sostituirlo con Chaffee, e la NASA annunciò l'equipaggio definitivo il 21 marzo 1966. James McDivitt, David Scott e Russell Schweickart furono designati equipaggio di riserva, sostituiti a dicembre da Walter Schirra, Eisele e Walter Cunningham quando il secondo volo del Blocco I fu cancellato.

Il modulo di comando e servizio dell'Apollo era molto più grande e considerevolmente più complesso di qualsiasi navicella con equipaggio precedente. La North American consegnò il CSM-012 al Kennedy Space Center il 26 agosto 1966 con un certificato di navigabilità condizionale: restavano da completare lì 113 modifiche tecniche previste e significative, alle quali si aggiunsero altri 623 ordini di modifica emessi ed eseguiti dopo la consegna. La difficoltà di mantenere aggiornato il simulatore di addestramento con quelle modifiche finì per esasperare Grissom, che appese un limone al simulatore come commento.

Una settimana prima della consegna, in una riunione di revisione tenutasi il 19 agosto 1966 con il responsabile dell'Ufficio del Programma delle Navicelle Apollo, Joseph F. Shea, l'equipaggio espresse la propria preoccupazione per la quantità di materiale infiammabile presente in cabina, soprattutto reti di nylon e velcro che astronauti e tecnici trovavano comodi per fissare attrezzi ed equipaggiamento. Shea giudicò la navicella accettabile e ordinò alla sua squadra di comunicare alla North American la rimozione di quei materiali, ma non supervisionò personalmente la questione.

Le prove in camera d'altitudine furono svolte prima senza equipaggio e poi con gli equipaggi titolare e di riserva, tra il 10 ottobre e il 30 dicembre. Durante quei test fu rilevato un difetto di progettazione nell'unità di controllo ambientale del modulo di comando, che dovette tornare al costruttore; l'unità restituita perdeva refrigerante acqua-glicole e dovette tornare una seconda volta. Risolti i problemi in sospeso, la navicella superò la prova in camera d'altitudine con l'equipaggio di riserva il 30 dicembre; secondo il rapporto finale della commissione d'inchiesta, nella sessione successiva l'equipaggio di riserva espresse soddisfazione per lo stato e il comportamento della navicella. Il 3 gennaio 1967 il CSM-012 uscì dalla camera d'altitudine e il 6 gennaio fu accoppiato al suo Saturn IB sulla piattaforma 34.

La prova del 27 gennaio 1967 era un test detto del conto alla rovescia «plugs-out»: si trattava di verificare se la navicella funzionava normalmente alimentata dalla propria energia — simulata — con tutti i cavi e gli ombelicali scollegati. Superarla era condizione per mantenere la data di lancio di febbraio. La prova fu considerata non pericolosa perché né il vettore né la navicella trasportavano carburante o criogenici e tutti i sistemi pirotecnici erano disattivati.

All'una del pomeriggio, ora della costa orientale, l'equipaggio entrò nel modulo di comando con le tute pressurizzate, si assicurò ai sedili e si collegò ai sistemi di ossigeno e comunicazione della navicella. Grissom notò subito un odore strano nell'aria che circolava nella sua tuta, che paragonò a burro rancido; il conto alla rovescia fu interrotto all'una e venti per prelevare campioni d'aria e riprese alle due e quarantadue senza che ne fosse stata trovata la causa. L'indagine successiva concluse che quell'odore non aveva alcun rapporto con l'incendio.

Tre minuti dopo la ripresa del conto alla rovescia iniziò l'installazione del portello, composto da tre elementi: un portello interno rimovibile che restava all'interno della cabina, un portello esterno incernierato che faceva parte dello scudo termico e una copertura esterna integrata nella fodera protettiva di lancio che avvolgeva il modulo di comando. Quella copertura si incastrò solo parzialmente perché la fodera flessibile era leggermente deformata dal cablaggio che passava sotto di essa per fornire l'energia simulata. Chiusi i portelli, l'aria della cabina fu sostituita con ossigeno puro a 16,7 psi (115 kPa), due psi sopra la pressione atmosferica.

I problemi di comunicazione tra la cabina, l'edificio delle operazioni e verifiche e il bunker di controllo del complesso 34 dominarono il pomeriggio. Un microfono di Grissom rimase aperto, e la sua frustrazione fu registrata in una frase divenuta celebre: come avrebbero potuto arrivare sulla Luna se non erano capaci di comunicare tra due o tre edifici. Il conto alla rovescia fu interrotto di nuovo alle diciassette e quaranta per cercare di risolvere il guasto; alle diciotto e venti erano state completate tutte le funzioni precedenti al trasferimento all'energia interna simulata, e alle diciotto e trenta il conto alla rovescia restava bloccato a T meno dieci minuti.

L'equipaggio approfittava dell'attesa per ripassare la lista di controllo quando si registrò un aumento momentaneo di tensione sul bus di corrente alternata numero 2. Nove secondi dopo si udì un'esclamazione e, subito dopo, la comunicazione che diede l'allarme: c'era fuoco in cabina. Dopo alcuni secondi di silenzio arrivò una seconda trasmissione, molto distorta, in cui si chiedeva di aprire e uscire. Alcuni testimoni presenti nel bunker dichiararono di aver visto sui monitor White allungare la mano verso la maniglia di apertura del portello interno mentre le fiamme si propagavano da sinistra a destra.

Alimentato dall'ossigeno puro, il fuoco fece salire la pressione interna fino a 29 psi (200 kPa) e fece cedere la parete interna del modulo di comando. Fiamme e gas uscirono dai pannelli di accesso aperti verso due livelli della struttura di servizio della piattaforma. Il calore intenso, il fumo denso e maschere antigas concepite per vapori tossici e non per il fumo ostacolarono il lavoro del personale a terra, che temeva inoltre che la navicella esplodesse o che il fuoco raggiungesse il motore a combustibile solido della torre di salvataggio situata sopra. Quando la pressione si liberò per la rottura della cabina, le fiamme si estesero in tutto l'abitacolo; quando l'ossigeno si esaurì e fu sostituito da aria atmosferica, il fuoco si spense praticamente da solo, lasciando la cabina piena di fumo e di alte concentrazioni di monossido di carbonio.

Il personale della piattaforma impiegò cinque minuti ad aprire i tre strati del portello. L'autopsia stabilì che la causa primaria della morte dei tre astronauti fu un arresto cardiaco provocato dalle alte concentrazioni di monossido di carbonio, e che le ustioni non furono un fattore principale. La commissione concluse che White aveva tentato di aprire il portello seguendo la procedura di emergenza, ma non era riuscito a farlo contro la pressione interna della cabina.

In seguito al guasto in volo della missione Gemini 8, il 17 marzo 1966, l'amministratore aggiunto della NASA, Robert Seamans, aveva redatto e adottato nell'aprile 1966 una direttiva gestionale che definiva la politica e le procedure d'inchiesta sui guasti di missione e gli permetteva di ordinare indagini indipendenti sui guasti maggiori. Immediatamente dopo l'incendio, l'amministratore James E. Webb chiese al presidente Lyndon B. Johnson che la NASA potesse dirigere l'indagine secondo tale procedura, impegnandosi a essere veritiero nell'attribuzione delle responsabilità e a tenere informati i vertici del Congresso.

Seamans ordinò allora la costituzione della Commissione di revisione Apollo 204, presieduta dal direttore del Centro di ricerca Langley, Floyd L. Thompson, e della quale fecero parte, tra gli altri, l'astronauta Frank Borman e il progettista di navicelle Maxime Faget. Tutto il materiale e il software della missione furono sequestrati e potevano essere rilasciati solo sotto il controllo della commissione. Dopo una documentazione fotografica stereoscopica esaustiva dell'interno del CSM-012, la commissione ne ordinò lo smontaggio seguendo procedure precedentemente collaudate sul modulo identico CM-014, esaminò ogni pezzo, riesaminò i risultati delle autopsie e interrogò i testimoni. Il rapporto finale fu pubblicato il 5 aprile 1967.

La commissione individuò diversi fattori che, combinati, provocarono l'incendio e i decessi: una fonte di innesco molto probabilmente legata a cablaggi vulnerabili che trasportavano energia della navicella e a condutture vulnerabili che trasportavano un refrigerante combustibile e corrosivo; un'atmosfera di ossigeno puro a pressione superiore a quella atmosferica; una cabina sigillata da un portello che non poteva essere rimosso rapidamente a quella pressione; una diffusa presenza di materiali combustibili in cabina; e una preparazione alle emergenze inadeguata.

Non fu possibile individuare in modo conclusivo un'unica fonte di innesco. La commissione stabilì che l'energia elettrica venne meno momentaneamente pochi istanti prima dell'allarme e trovò indizi di diversi archi elettrici nell'equipaggiamento interno, con l'origine più probabile del fuoco vicino al pavimento, nella parte inferiore sinistra della cabina, nei pressi dell'unità di controllo ambientale. Segnalò anche un cavo di rame argentato che attraversava quell'unità, privo del suo isolamento in teflon e usurato dall'apertura e chiusura ripetute di un piccolo sportello di accesso; quel punto debole correva accanto a un raccordo della linea di raffreddamento a glicole etilenico e acqua che aveva la tendenza a perdere liquido. Nel maggio 1967 si scoprì presso il Centro delle navicelle con equipaggio che l'elettrolisi della soluzione di glicole etilenico con l'anodo d'argento del cavo poteva provocare una violenta reazione esotermica capace di incendiare la miscela in un'atmosfera di ossigeno puro.

Riguardo all'atmosfera, la prova era stata condotta riproducendo il livello nominale di lancio: ossigeno puro a 16,7 psi (115 kPa), due psi sopra la pressione al livello del mare e più di cinque volte la pressione parziale di ossigeno dell'atmosfera terrestre, un ambiente in cui materiali normalmente non considerati infiammabili bruciano con facilità. La sovrappressione era voluta, per espellere l'aria con azoto e per sigillare il portello di tipo a tappo; durante l'ascesa la pressione sarebbe scesa gradualmente fino ai 5 psi (34 kPa) di volo. L'equipaggio titolare aveva provato con successo questa procedura in camera a vuoto nell'ottobre 1966, e quello di riserva l'aveva ripetuta il 30 dicembre.

Quanto ai materiali, la commissione citò molti tipi e classi di materiale combustibile vicino a fonti di innesco: il dipartimento sistemi di equipaggio della NASA aveva installato circa 34 piedi quadrati (3,2 m²) di velcro distribuiti nella navicella quasi come una moquette, un materiale che si rivelò infiammabile in atmosfera di ossigeno puro ad alta pressione.

Il portello interno era di tipo a tappo, sigillato dalla maggiore pressione interna della cabina. La procedura di emergenza richiedeva che Grissom aprisse per primo la valvola di sfiato della cabina affinché White potesse rimuovere la copertura, ma quella valvola si trovava a sinistra, dietro il primo fronte di fiamme; e sebbene il sistema potesse sfiatare senza difficoltà la pressione normale, la sua capacità di flusso era del tutto insufficiente per l'aumento rapido fino a 29 psi (200 kPa). La North American aveva a suo tempo proposto un portello ad apertura verso l'esterno con bulloni esplosivi, come nel progetto Mercury, ma la NASA lo respinse per il rischio di apertura accidentale — era già accaduto nel volo del Liberty Bell 7 di Grissom — e optò per un meccanismo puramente meccanico. Gli astronauti avevano già raccomandato prima dell'incendio il passaggio a un portello ad apertura verso l'esterno, previsto per il Blocco II, anche se più per comodità di uscita nelle attività extraveicolari e a fine volo che per l'evacuazione d'emergenza.

Il quinto fattore fu la preparazione alle emergenze: i pianificatori non avevano classificato la prova come pericolosa, l'equipaggiamento di emergenza era inadeguato per un incendio di quel tipo, non erano presenti squadre di vigili del fuoco, soccorso o assistenza medica e le zone di lavoro e accesso alla navicella erano piene di ostacoli — gradini, porte scorrevoli e curve strette — per qualsiasi risposta rapida.

La scelta di un'atmosfera di ossigeno puro derivava dalla progettazione della navicella Mercury. La NASA aveva considerato una miscela di azoto e ossigeno per ridurre il rischio d'incendio in prossimità del lancio, ma la scartò per diverse ragioni: l'ossigeno puro è respirabile comodamente a 5 psi (34 kPa), il che riduce molto il carico di pressione sulla struttura della navicella nel vuoto, e l'azoto, combinato con la riduzione di pressione in volo, comportava il rischio di malattia da decompressione. La decisione fu rafforzata dopo un incidente avvenuto nell'aprile 1960, quando un pilota collaudatore della McDonnell Aircraft perse conoscenza e rimase gravemente ferito mentre testava il sistema di atmosfera di cabina e tuta Mercury in una camera a vuoto, a causa di una perdita d'aria povera di ossigeno verso la sua tuta. La North American aveva suggerito per l'Apollo una miscela di ossigeno e azoto, ma la NASA impose l'ossigeno puro, ritenuto più sicuro, più semplice e più leggero.

Non mancavano precedenti di incendi in ambienti ricchi di ossigeno. Nel 1962 una camera a ossigeno puro fu distrutta presso la base aerea di Brooks, a San Antonio, durante una prova della tuta Gemini; nel novembre dello stesso anno un altro incendio si sviluppò in una camera del laboratorio di equipaggiamenti degli equipaggi aerei della Marina quando un cavo di massa difettoso si inarcò sull'isolamento; e nel febbraio 1965 morirono due sommozzatori della Marina statunitense nell'incendio di una camera di decompressione. Lo stesso sistema di controllo ambientale dell'Apollo aveva subito incidenti dovuti a difetti dei materiali, tra cui un incendio nell'aprile 1966 la cui inchiesta aveva già raccomandato di migliorare la selezione dei materiali e avvertito del rischio di archi elettrici e cortocircuiti. Nel programma sovietico era accaduto qualcosa di peggio e taciuto: il cosmonauta Valentin Bondarenko morì nel marzo 1961 per le ustioni subite in una camera di isolamento con atmosfera ricca di ossigeno, un fatto reso pubblico solo nel 1986. Quattro giorni dopo l'incendio dell'Apollo, due militari statunitensi morirono in un'altra deflagrazione in una camera a ossigeno puro della Scuola di medicina aerospaziale della base di Brooks. Seamans scrisse in seguito che il peggior errore di giudizio ingegneristico della NASA fu non aver eseguito una prova al fuoco sul modulo di comando prima del test del conto alla rovescia «plugs-out».

Le commissioni di entrambe le camere del Congresso competenti sul programma spaziale avviarono proprie indagini, tra cui la Commissione per l'aeronautica e le scienze spaziali del Senato, presieduta dal senatore Clinton P. Anderson. Nell'audizione del 27 febbraio, il senatore Walter F. Mondale chiese a Webb se fosse a conoscenza di un rapporto su problemi straordinari nelle prestazioni della North American Aviation nel contratto Apollo. Webb rispose di no. Alla fine del 1965 il generale Samuel C. Phillips, direttore del programma Apollo, aveva guidato una squadra che indagò sulle cause della qualità insufficiente, dei ritardi e degli sforamenti di costo sia nel modulo di comando e servizio sia nel secondo stadio del Saturn V, e aveva presentato le proprie conclusioni oralmente ai suoi superiori e in un promemoria al presidente della North American.

Quel materiale divenne noto come «rapporto Phillips». L'insistenza di Mondale e l'irritazione per quella che percepì come un'occultazione di problemi rilevanti al Congresso misero la NASA in una posizione difficile, e Webb finì per consegnare una copia controllata del promemoria. La commissione del Senato riportò nel proprio rapporto finale la testimonianza dell'agenzia secondo cui le conclusioni di quella squadra non avevano avuto alcun effetto sull'incidente né alcun rapporto con esso, ma rimproverò alla NASA di non aver informato la commissione della situazione. La minaccia politica finì per dissolversi, in buona parte grazie all'appoggio del presidente Johnson. I rapporti tra la NASA e la North American si deteriorarono per la ripartizione delle colpe: Webb esigette che il presidente dell'azienda o il suo ingegnere capo si dimettessero, e l'ingegnere capo fu licenziato. Shea, dal canto suo, fu trasferito alla sede della NASA a Washington sei mesi dopo l'incendio e se ne andò due mesi più tardi.

Il programma fu fermato per revisione e riprogettazione. Il modulo di comando si rivelò estremamente pericoloso e, in alcuni punti, assemblato con trascuratezza — si arrivò a trovare una chiave a bussola dimenticata dentro la cabina. Si decise che le navicelle del Blocco I rimanenti fossero impiegate soltanto in voli di prova senza equipaggio del Saturn V e che tutte le missioni con equipaggio usassero il Blocco II, sul quale furono applicate modifiche profonde.

L'atmosfera della cabina al lancio divenne una miscela del 60% di ossigeno e 40% di azoto a pressione di livello del mare, 14,7 psi (101 kPa); durante l'ascesa la cabina veniva ventilata rapidamente fino a 5 psi (34 kPa) e poi purgata molto lentamente finché la concentrazione di azoto scendeva a zero nel corso del giorno successivo. All'interno delle tute si mantenne l'ossigeno puro, per evitare la malattia da decompressione durante la rapida caduta di pressione dell'ascesa. Il nylon delle tute del Blocco I fu sostituito da tessuto Beta, un materiale non infiammabile e molto resistente alla fusione, tessuto in fibra di vetro e rivestito di teflon. Il portello del Blocco II, già previsto prima dell'incidente, si apriva verso l'esterno e poteva essere azionato in meno di cinque secondi, con una cartuccia di azoto in pressione al posto dei bulloni esplosivi per escludere aperture accidentali. I materiali combustibili della cabina furono sostituiti con versioni autoestinguenti, le condutture e i cablaggi furono rivestiti con isolamento protettivo, il tubo di alluminio fu sostituito con acciaio inossidabile con giunzioni saldate ove possibile e furono introdotti rigorosi protocolli di documentazione della costruzione e manutenzione della navicella.

Tre giorni dopo l'incidente, Gene Kranz riunì la sua squadra nel controllo missione e pronunciò un discorso divenuto uno dei principi fondanti della NASA: erano stati troppo impazienti con il calendario e avevano distolto lo sguardo dai problemi che vedevano ogni giorno; da allora in poi ogni membro di ogni squadra doveva essere severo e competente.

Le vedove dei tre astronauti chiesero che il nome Apollo 1 restasse riservato al volo che i loro mariti non riuscirono a compiere, e il 24 aprile 1967 la NASA lo rese ufficiale: l'AS-204 sarebbe stato registrato come Apollo 1, il primo volo con equipaggio Apollo-Saturn, fallito in una prova a terra. Di conseguenza, la missione successiva, il primo volo di prova senza equipaggio del Saturn V, fu designata Apollo 4, e le denominazioni Apollo 2 e Apollo 3 rimasero ufficialmente inutilizzate.

I voli con equipaggio furono sospesi per venti mesi, una pausa che permise di aggiornare il Saturn V e il modulo lunare, che accumulavano anch'essi propri ritardi. Lo stesso Saturn IB della missione, l'AS-204, fu smontato dal complesso 34, rimontato sul complesso 37B e servì a lanciare l'Apollo 5, la prova orbitale senza equipaggio del primo modulo lunare, nel gennaio 1968. L'Apollo 4 volò nel novembre 1967 e l'Apollo 6 nell'aprile 1968. Il primo volo con equipaggio riuscito del programma fu compiuto nell'ottobre 1968 dall'equipaggio di riserva dell'Apollo 1 — Schirra, Eisele e Cunningham — nella missione Apollo 7, con un modulo di comando del Blocco II.

Il complesso 34 tornò a essere usato solo per il lancio dell'Apollo 7 e in seguito fu smantellato fino al basamento in cemento, che rimane tuttora in piedi con due targhe commemorative; ogni anno le famiglie dell'equipaggio vengono invitate a una cerimonia sul luogo, e nel gennaio 2005 vi furono installate tre panchine di granito con il nome di ciascun astronauta. Grissom e Chaffee sono sepolti nel Cimitero Nazionale di Arlington e White nel cimitero di West Point. I loro nomi figurano nello Space Mirror Memorial del complesso visitatori del Kennedy Space Center; Grissom ricevette postuma la Medaglia d'Onore Spaziale del Congresso nel 1978 e White e Chaffee nel 1997. L'equipaggio dell'Apollo 11 lasciò una toppa della missione sulla superficie lunare, e l'Apollo 15 vi depose la statuetta «Fallen Astronaut» con una targa che include i loro nomi. Tre stelle del catalogo di navigazione dell'Apollo conservano i soprannomi che lo stesso equipaggio aveva dato loro per scherzo — Navi, Dnoces e Regor —, e che gli equipaggi successivi continuarono a usare.

Il modulo di comando non è mai stato esposto al pubblico: dopo l'inchiesta rimase custodito in un magazzino controllato del Centro di ricerca Langley, a Hampton (Virginia). Il 27 gennaio 2017, nel cinquantesimo anniversario dell'incendio, la NASA espose per la prima volta il portello dell'Apollo 1 nel complesso visitatori del Kennedy Space Center, accanto ai memoriali dedicati agli equipaggi del Challenger e del Columbia.