阿波罗1号
阿波罗1号是追溯给阿波罗-土星204任务的正式名称。阿波罗1号的原始代号为AS-204，其中，AS代表“阿波罗-土星五号”任务；2代表使用的是升级版的土星一号火箭“土星IB”；04代表第四次飞行任务。
1967年1月27日，作为阿波罗工程首次计划载人飞行试验，本打算在地球近地轨道对指令舱和服务舱进行测试的AS-204，在飞行前的一次演练中，指令舱内发生火灾，三位宇航员Gus Grissom、Ed White和Roger Chaffee困在舱内牺牲。三位宇航员牺牲后，应家属的要求，也为了纪念逝去的生命，AS-204被命名为阿波罗1号，一艘从未离开地球的宇宙飞船。
任务背景
1966年，距离阿波罗计划被提出已经过去了6年，此时已有两个版本的阿波罗飞船由其主要承包商北美航空建造（经过数十年的企业合并，现在它成了波音公司的一部分）。第一个版本，指定为Block I，本质上是一个飞船原型，用于在低地球轨道上试飞，目的是验证基本的阿波罗指挥服务模块（Command-Service Module, CSM）设计。在建造和测试这个版本中得到的经验教训将被纳入改进的Block II Apollo CSM，其中包括支持登月飞行所需的所有设备。
阿波罗指挥模块（Command Module, CM）在宇航员执行任务期间载有宇航员以及他们安全返回地球所需的回收系统，呈圆锥形，直径为3.9米，高度为3.2米。服务模块（Service Module, SM）包括支持宇航员及其任务所需的所有系统和消耗品，是一个直径相同的圆柱体。它的外部主要由服务推进系统（Service Propulsion System, SPS）的91 kN推力的Aerojet AJ10-137发动机占据，该发动机将在土星运载火箭完成任务后用于所有主要的推进机动。
CSM的总高度为11米，Block I版本的标称质量超过20吨，使其成为当时计划飞行的最大载人航天器。
阿波罗飞船的顶部由洛克希德推进公司（现在是洛克希德·马丁公司的一部分）建造的发射逃生系统（Launch Escape System, LES）组成，主要是一个固体火箭发动机组件。后者又通过总高度为9.9 m，质量为4200 kg的桁架框架连接到CM的顶部。在发射的最早阶段发生中止情况时，它可以将CM及宇航员拉到安全地带，而在土星火箭的第二级燃烧期间，它将被抛弃。LES还包括一个由玻璃纤维和软木制成的轻型增压保护罩（Boost Protective Cover, BPC），在火箭一级发射和LES被抛弃时可保护CM的外壳和窗户。
阿波罗任务前期前往LEO所使用的运载火箭是土星1B。土星1B是土星1号的大幅改进版本，最初由亚拉巴马州的著名火箭工程师沃纳·冯·布劳恩领导的团队开发。这种新型运载火箭的第一级由克莱斯勒汽车公司制造，编号为S-IB，是S-I级的更新版本，在1960年至1965年土星1号试飞计划期间成功飞行了十次。与硅级一样，S-IB结构由一组八个直径1.8米的罐子组成，装有经过红石火箭验证的液氧和煤油，这些罐子聚集在直径2.7米的液氧罐周围。一套新的八个后掠式尾翼以及对S-IB的硬件升级使其比旧的S-I轻9000 kg。S-IB由八台改进的洛克达因公司H-1火箭发动机提供动力，其发射时的总推力从6683 kN增加到7120 kN。
到阿波罗1号任务时，土星IB的最大变化是由道格拉斯建造的第二级，命名为S-IVB。新的更大的S-IVB级采用了一台洛克达因公司歼-10战斗机发动机，使用与S-IV相同的氢气和液态氧的高能推进剂组合，从而产生400 kN的推力。在原设计中，六台普惠RL-2发动机在原始S-IV级上产生总共890 kN的推力。
S-IVB级还包括一对辅助推进系统（Auxiliary Propulsion System, APS）模块，在J-2燃烧期间提供滚转角控制以及在轨道滑行时提供更多姿态控制。该级由控制运载火箭两级的仪器单元（Instrument Unit, IU）控制。除了将CSM或登月舱（Lunar Module, LM）带入地球轨道进行初始试飞外，首次发射还包括对新的S-IVB级进行飞行测试，该级将用作土星5号的第三级，将阿波罗飞船送上月球。
由四块面板组成的锥形航天器发射适配器将S-IVB级连接到阿波罗CSM。在土星5号飞行期间，LM也将安装在SM下方的适配器内。没有有效载荷的土星IB高43.2米，能够将约17 kg的载荷送入LEO，使其成为当时飞行的最强大的运载火箭。阿波罗-土星1B的总高度为68.3米，其典型的升空质量为598 kg。
阿波罗AS-204任务不会是阿波罗计划的首次试飞。从1964年5月28日的阿波罗A-101任务开始，美国航空航天局在15个月内总共向轨道发射了五次阿波罗任务载荷，作为土星1号发射飞行的重要目的。尽管这些任务硬件均由CSM的样板模型组成，但它们在实际飞行过程中收集了有关阿波罗航天器空气动力学和结构特性的重要数据。在这些任务中，阿波罗的LES在飞行过程中的分离也进行了测试。
从1963年11月开始，阿波罗CM的样板模型也被用于一系列发射中止测试。其中包括仅使用LES和CM的发射台中止测试，以及使用小乔2号火箭在压力更大的飞行条件下测试LES的飞行。这些飞行测试在1966年1月20日的阿波罗A-004任务中达到高潮。这次首次发射了阿波罗飞船成品，以在压力通电、翻滚中止的情况下测试LES和CM-002。随着这些试飞的成功，是时候在实际的太空飞行中测试阿波罗计划的硬件了。
1966年2月26日进行的无人阿波罗AS-009任务是CSM成品的首次亚轨道飞行，也是土星1B运载火箭的首次飞行。虽然CSM-009实现了所有主要任务目标，但在这次202分钟的亚轨道试飞中遇到了问题，特别是SM的SPS两次烧伤，最终使得后续的AS-202任务推迟。
与此同时，AS-203任务于7月5日按原定顺序发射。AS-203任务中没有阿波罗航天器的参与，而关注点在测试S-IVB级的各种设计思路。
8月25日，在AS-202任务中，最后一次无人阿波罗-土星1B试飞，并发射了CSM-011、进行了1分钟的亚轨道测试，最终在太平洋上溅落。该航天器实现了其任务目标，CM成功地执行了双跳再入剖面，证明了载人轨道飞行的可行性。
AS-204任务计划
人员配置
主要人员
美国航空航天局的早期计划要求在引入Block II Apollo之前进行两次载人Block I试飞，任务命名分别为AS-204和AS-205。1966年3月21日，美国宇航局正式宣布了AS-024任务的乘员选择。指挥飞行员是美国空军中校维吉尔·格里森，高级飞行员是美国空军中校埃迪·怀特（Edward H. White），飞行员则是海军中校罗杰·B·查菲。
40岁的加斯·格里森是1959年最初的水星4号宇航员之一，并且已经是有两次太空飞行的老兵。他的第一次太空任务是1961年1月21日搭载水星-红石23号升空并持续15分钟的亚轨道飞行，这次任务使格里森成为继艾伦·谢泼德之后第二个飞入太空的美国人。格里森还是第一个载人双子星座任务双子星座3号的指挥官，该任务于1965年3月23日开始。
埃迪·怀特在执行AS-204任务时年仅36岁，是1962年美国航空航天局第二批宇航员的成员。怀特也是一位资深宇航员，此前曾在为期四天的双子星座3号任务中担任飞行员。在此期间，他于1965年6月3日成为第一位执行EVA的美国人。
罗杰·查菲在AS-204任务预定开始时刚满32岁，是1963年被选中的美国宇航局第三批宇航员的成员。这将是他的第一次太空任务。
虽然第一次载人阿波罗任务的官方名称最初是AS-204，但参与该计划的航天员和其他人推动使用“阿波罗1号”这个名字，这个名字很早就被美国航空航天局内部和承包商中的许多人非正式地采用。1966年1月，美国宇航局正式批准了“阿波罗1号”作为任务别名，并且人们期望这将成为任务发射的官方名称，经过1966年中的多次推迟，在1966年底，NASA终于将任务时间定在1967年2月21日。
后备人员
阿波罗1号任务的原始后备宇航员包括：
詹姆斯·麦克迪维特（James A. McDivitt），他曾与怀特一起担任双子星座4号任务的指挥官；
戴维·斯科特（David R. Scott），他是双子星座8号任务的飞行员；
新秀宇航员拉塞尔·斯威卡特（Russell “Rusty” Schweikart）。
1966年2月初，美国航空航天局将戴维·斯科特、詹姆斯·麦克迪维特和拉塞尔·斯威卡特重新分配到新的“阿波罗204号”任务中，并将原来“阿波罗2号”的主要航天员作为AS-204任务的备份航天员。新后备的指挥官现在是资深宇航员沃瓦尔特·瓦尔特·施艾拉，他之前曾担任双子星座6号任务的指挥官，并推动取消了第二次Block I任务。但他对被重新分配为阿波罗205号任务的后备宇航员也不太满意，并希望指挥新的AS-205/208任务。另外两名后备成员是新秀宇航员唐·埃斯利（他最初被认为是AS-204的高级飞行员，但由于他必须接受手术来修复脱臼的肩膀而被替换）和罗尼·康尼翰。
发射计划
分配给阿波罗1号任务的硬件包括阿波罗CSM-012和土星1B NO.SA-204。发射将从支持早期AS-34和AS-34无人试飞任务的卡角34号发射场（LC-34）进行。SA-204火箭将在11.5分钟的动力飞行后将140吨的CSM-012送入最初的140x210 km轨道。在轨道上的前两个半小时，CSM-012将保持与S-IVB阶段的连接，就像执行登月任务的阿波罗在进入地月转移轨道前所做的那样。在CSM与S-IVB分离后，格里森将使用耗尽的S-IVB级进行静止保持演练，以便怀特和查菲可以在排放剩余推进剂时拍摄该级的照片。这将提供关于S-IVB阶段行为的重要观察，以协助规划未来的任务。
在拍摄后上，阿波罗1号将执行一项开放式任务，该任务至少持续六圈轨道，以便至少满足最高优先级的任务目标。任务最长可长达两周，前提是CSM-012继续正常运行。该任务的主要目标集中在测试阿波罗Block I航天器在上升，轨道保持和下降期间的所有系统。SM的SPS的第一次发射将在发射后的第二天进行，以提升阿波罗1号的轨道。但不会尝试与耗尽的S-IVB阶段进行会合。之后，SPS的灼烧测试在任务过程中每隔一天进行一次，每个宇航员轮流坐在左侧指挥官的座位上——维吉尔·格里森和怀特各烧三次，罗杰·查菲烧两次。阿波罗1号将携带一台电视摄像机，允许在任务期间从CM舱内进行现场直播。该摄像机还将允许地面控制人员在飞行的关键时期监控CM的控制面板。
检测计划
除了系统检查任务外，阿波罗1号还携带了一系列硬件，在其漫长的轨道任务中总共要进行九次医学，科学和技术实验。其中包括以下内容：
M-3A健身器材：这只是一对蹦极绳，可以绕在宇航员的脚上，并通过手柄被手抓住。每位宇航员每天将花费三次十分钟的时间来使用该设备进行锻炼，以确定飞行中锻炼的效用、避免长时间失重的影响。双子座4、5和7号的长时任务中也进行了类似的实验。
M-4A舱内心音图：该实验的目的是在飞行中记录航天员的心跳，以确定失重对心脏功能的影响。格里森和查菲将成为这些测试的对象。这类似于在长期双子星座任务中飞行的M-4实验。
M-6A骨质疏松症：该实验的目的是确定失重对体内某些骨骼的影响。该实验不需要特殊的飞行设备，并且依赖于从所有三名航天员的飞行前后拍摄的X射线中获得的测量结果。这类似于在长期双子星座任务期间进行的M-6实验。
M-9A人体耳石功能：该实验的目的是确定长时间失重对宇航员方向感的影响。每个航天员每天在轨道上花费15分钟，戴着一套测试护目镜，他们的反应由16毫米电影摄像机记录。在双子座5号和7号任务期间也进行了类似的实验。
M-11细胞遗传学血液研究：该实验旨在确定太空环境是否在航天员的血液中产生细胞变化。不需要飞行设备，必要的数据来自在任务前后按固定间隔从所有三名航天员身上采集的血液样本。
M-48心血管反射调节：在这个实验中，其中一名宇航员会在任务结束前一两个小时穿上一套血管支撑紧身衣，以确定这种衣服是否有助于防止返回地球后下半身血液聚集。
S-5A地形摄影：这与大多数早期双子座任务中飞行的S-5实验相似。航天员将使用 70毫米哈苏在当地时间上午9点至下午3点对地球进行近乎最低点的拍摄。阿波罗1号任务将携带两个彩色胶片包，总共有110次曝光机会。
S-6A天气摄影：与在大多数双子星座任务中进行的S-6实验类似，这项调查的目的是提供天气现象的轨道照片，其分辨率远高于当时的气象卫星，如美国航空航天局的TIROS或Nimbus卫星。宇航员将携带紫外线滤光片和正常颜色/红外偏向的胶片包以支持该实验。
T-3飞行中浊度计：该实验使用一种设备来测量CM机舱内颗粒的大小，浓度和分布。从任务开始两天后，每六小时进行一次测量。
如果没有重要的系统故障迫使阿波罗1号任务提前结束，宇航员计划于1967年3月7日返回地球，在太平洋进行溅落。假设阿波罗1号的最长预期任务时间为13天18小时50分钟，宇航员将创造新的太空飞行耐力记录，比双子星座7号创造的纪录高出约一刻钟。随着这次成功的飞行，暂定于1967年8月进行的第一次阿波罗Block II任务和载人LM试飞道路上的障碍将扫清。
准备工作
1966年8月6日，阿波罗1号任务中，抵达卡纳维拉尔角（1973年恢复为原名卡纳维拉尔角）的第一个主要飞行硬件是SA-204，即运载火箭的第二级。宇宙后，火箭的第一级（S-IB-4）通过驳船抵达卡角。继8月25日AS-202任务成功之后，发射场迅速进行了翻新。8月31日，S-IB-4被竖立在上发射台LC-34上。然后，人们开始了检查土星1B首次载人任务的漫长过程。
与此同时，在得克萨斯州休斯敦载人航天中心（现称为约翰逊航天中心）的空间环境模拟实验室（Space Environment Simulation Laboratory, SESL），测试人员使用CSM-008进行了一系列三次真空热测试，一次无人，两次载人。最后一次为期一周的测试于1966年8月9日完成，其中载有两名美国航空航天局宇航员和一名美国空军试飞员，航天器配置为模拟的CSM-012。在这些重要的热真空测试中，测试人员发现的问题导致了许多硬件和程序设计的改变，以提高阿波罗1号成功的机会。
8月19日，美国宇航局接受了CSM-012的交付，仍有113个工程订单仍未完成。此外，CM环境控制单元的问题迫使CM-012和CM-014之间进行零件切换，这又耽误了一些时间。8月29日，SM-012抵达卡角，开始发射前测试。这两个模块在卡角的高海拔室内配对，并开始联合系统检查，结果又发现了CSM-012的其他问题。在尚未完成的工作终于得到满意的解决方案后，美国航空航天局总部于10月7日认证CSM-012适合飞行。
10月11日至15日进行了无人的高海拔室测试。10月18日起，主要航天员开始进行一系列载人测试。在10月21日备份航天员进行高海拔室测试后，环境控制系统调节器因设计缺陷而再次失效。北美航空公司建造的SM-017上的推进剂罐由于腐蚀而破裂，迫使工程师检查SM-012上的罐体，以确保它们不会失效。此外，工程师们在测试过程中还发现了CSM-012的一系列其他问题。
从11月到12月，CM-012上第三个环境控制系统被拆除，取而代之的是第四个系统，然后又发生了故障。至少在六次测试下水-乙醇冷却剂混合物泄漏了，使附近的电线短路。随着12月16日的重新安装维修，从12月27日开始又进行了进一步的真空室测试。
在测试结束、将CSM-012从高海拔室中移除后，模块于1967年1月4日相互配对，随后在第二天堆叠在航天器发射适配器上。1月6日，CSM-012被移至LC-34，并堆叠在等待多时的SA-204运载火箭上。第一次“插入”测试于1月20日进行，在五天后又进行了第二次测试。
事故发生
与主要航天员进行倒计时演示的第一次预备发射测试定于1967年1月27日进行。
怀特、格里森和查菲在美国东部时间下午1:00开始进入CM。二十分钟后，模拟倒计时暂停。当时宇航员反映，环境控制系统提供给防护服的氧气中有一股奇怪的气味。在分析表明没有问题后，模拟倒计时在下午2:45恢复。然后，为了清除异味，纯氧吹扫过了CM，压力升至1.1个大气压。
当宇航员和地勤人员模拟倒计时的T-10时刻正在努力解决通信系统问题时，美国东部时间下午6:30:55，在不断惹事的环境控制系统附近发生的电弧点燃了CM舱内的尼龙织带。由于加压的纯氧环境，火势蔓延非常迅速。九秒钟后，航天员报告舱内发生火灾，并开始疏散程序。
在宇航员有机会打开笨重的CM舱口或地勤人员做出反应之前，火灾及其伴随的压力上升导致CM的船体破裂，导致大火几乎立即蔓延到整个CM。据报道，到下午6:31:30，CM内的大气已经变得致命，使他们窒息，因为他们试图按照程序打开舱门。
地勤人员终于在下午6:36艰难地打开了CM的舱门，发现航天员已经全部死亡。
事故调查
事故前，几名宇航员曾表示担心阿波罗1号组件有问题。其舱门设计出发点是为了一体化，却没有考虑到紧急情况。三层舱门结构，即使是在理想的环境下，也需要宇航员和地勤人员长达90秒的合作才可以打开。
美国航空航天局的审查委员会发现了一个移动的火花，可能来自格里森沙发附近受损的电线，这个火花在舱内纯氧的环境中引发了火灾。由于舱内有大量易燃物，如尼龙和泡沫垫，导致大火迅速蔓延。
关于舱门，原本的意图是将宇航员和空气安全地封闭在舱内，但此次事故中宇航员们试图打开舱门的所有努力都是徒劳的，因为舱内的气压紧紧地封住了舱门使得他们无法从内部打开。
审查委员会听取了一系列有关未来航天器的设计方面需要考虑的情况、失败之处和建议。
美国参议院进行了自己的调查、召开了听证会，并发表了自己的建议，同时表示美国航空航天局未能报告阿波罗的问题“毫无疑问是严重的失职”。
事后举措
舱内气压不会被加压至高于大气压力2磅力每平方英寸(lbf/in2)（14千帕斯卡(kPa)）。发射时舱内空气为地平线气压，60%为氧气，40%为氮气。发射期间气压将会调低至5千帕斯卡(kPa)，并逐渐在飞往月球的头24小时内转为100%氧气；舱盖改为向外开启设计，并可在10秒内开启；舱内的易燃物料改为使用一些会自动熄灭物料；排水管系统及电线均包上保护绝缘材料；修正1,407处线路问题；聚酰胺航天服改为使用带有涂层的玻璃纤维制宇航服。
事后影响
随着这次悲惨的事故，阿波罗1号的任务在起飞之前就结束了。随着调查事故的艰巨任务开始，测试阿波罗飞船、向月球进发的宏伟计划被搁置，美国航空航天局在60年代末之前到达月球的能力受到了严重质疑。
事实上，美国宇航局阿波罗计划的问题需要21个月才能得到解决，阿波罗1号备份航天员（埃斯利，施艾拉和康尼翰）则最终将在阿波罗7号任务期间在地球轨道上测试航天器。
火灾以及维吉尔·格里森、爱德华·怀特、罗杰·查菲三人的死亡使得美国宇航局开始重视安全问题，改进他们的勘探项目。事故前，几名宇航员曾表示担心阿波罗1号组件有问题。其舱门设计出发点是为了一体化，却没有考虑到紧急情况。三层舱门结构，即使是在理想的环境下，也需要宇航员和地勤人员长达90秒的合作才可以打开。在灾难过后，这种舱门，连同测试计划，生产过程和质量控制都已重新进行设计。
事故纪念
作为强调安全的新举措之一，美国航空航天局官员走近漫画家查尔斯·舒尔茨，希望他允许NASA使用史努比作为象征安全的吉祥物。征得其同意后，宇航员给他们的地面工作人员赠送自己带上太空时携带的银史努比大头针成为了一种传统。收到这个大头针是一项很高的荣誉，是对船员在载人航天计划安全方面做出贡献的高度赞扬。
三位宇航员牺牲后，应家属的要求，也为了纪念逝去的生命，AS-204被命名为阿波罗1号。
负责发射阿波罗系列的飞船的34号发射中心被拆卸，其钢筋混凝土结构发射平台仍被留下来。平台上则镶著2块纪念这三名宇航员的铭牌。其中一块刻着：
34号发射中心
1967年1月27日，星期五
1831个小时
献给阿波罗1号队员:
美国空军 中校 爱德华·怀特
另一块刻着：
纪念
那些作出最后牺牲的人
因而他们让其他人能够到达天上的星星
AD ASTRA PER ASPERA
（越过坎坷，直达星空）
祝阿波罗1号的队员一路平安
每一年的1月27日，美国航空航天局都会举行仪式，纪念这三位逝去的航天英雄。踏上月球表面的尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在月面上安放了一枚勋章，上面镌刻着为人类登月事业献出生命的三位宇航员的名字：格里森，怀特和查菲。阿波罗1号纪念币。上面镌刻着三位宇航员的名字，以及格里森的那句话：“征服太空值得冒生命危险”
参考资料
The Future That Never Came: The Unflown Mission of Apollo 1从未到来的未来：阿波罗 1 号未完成的任务.drewexmachina.2023-09-01
今天才是真正登月50周年:一文俯瞰从阿波罗1号到17号全舰队.腾讯科技.2023-09-01
曾经失败的美国登月任务:阿波罗1号，致命的火焰.新浪看点.2023-09-01
阿波罗1号飞船的三名宇航员之死(1967年).搜狐网.2023-09-01
The Tragedy of Apollo 1 Reshaped the Future of NASA.gizmodo.2023-09-01
他曾越过坎坷，直达星空丨航天史上的今天.网易.2023-09-01
登月50年 | 在第一次登月前，这三位宇航员被活活烧死.腾讯科技.2023-09-01