Az AS–201 (Apollo–Saturn–201) az amerikai Apollo-program első hivatalos, személyzet nélküli tesztrepülése volt, melynek keretében először indították a Saturn IB hordozórakétát és az Apollo űrhajót.

Az Apollo-programban az Amerikai Egyesült Államok embert kívánt juttatni a Holdra, mindenki más – és egyben elsősorban a Szovjetunió – előtt, amelynek képességétől a szándék bejelentésének pillanatában meglehetősen messze állt. Ahhoz, hogy meg tudja valósítani a célt, egy példa nélkül álló műszaki fejlesztési sorozatba kellett fognia, amely magába foglalta többek között különböző űrhajók, a meglévőnél nagyságrenddel erősebb rakéták, az ezekhez szükséges gigantikus infrastruktúra fejlesztését. Mindebbe a fejlesztésbe lényegében tapasztalat nélkül – vagy éppencsak minimális tapasztalat birtokában – vágtak bele, így külön terv létezett arra vonatkozólag is, hogyan kell kipróbálni a fejlesztési folyamatból kikerülő egyes fejlesztési eredményeket.

A fejlesztés fő ágai az űrhajó és a rakéta voltak. Utóbbiból több célnak is megfelelő típusokat fejlesztettek a Saturn rakétacsaládon belül. Űrhajóból is több fajtát készítettek, egy előzetes kvázi „nullszériát” (az ún. Block I modulokat) és egy végleges, teljes értékű változatot (a Block II-t). A tervek szerint a próbák legelső fázisa az Apollo űrhajó berepülése volt, igénybe véve a szintén új rakétát, a kisebbik Saturnt, a Saturn IB-t.

A fejlesztések törvényszerű elhúzódása miatt 1966 elejére tolódott az időpont, amikor valóban sor kerülhetett az első Apollo űrhajó felbocsátására egy Saturn rakétával. A tervezők egy egyszerűbb tesztrepülést, egy űrugrást terveztek erre az alkalomra, amely elsősorban arra adott választ, hogy vajon a rakéta és az űrhajó kompatibilis-e, megfelelően működnek-e összeszerelve és az űrhajó rendszerei is működőképesek-e, különös tekintettel a visszatéréshez tervezett hőpajzsra.

1966. február 26-án 11:12-kor (16:12 UTC) – második kísérletre – elstartolt a rakéta és űrhajó alkotta szerelvény és 37 perces repülése során 488 kilométer magasra emelkedett az Apollo űrhajó, ahonnan begyújtva, így letesztelve annak főhajtóművét is, a déli Atlanti-óceánig repült és sikeresen leszállt a tengerre. A repülést a NASA sikeresnek ítélte, ám három komolyabb, igaz könnyedén javítható hibát is észleltek az irányítók a rövid repülés során. A siker nyomán folytatható volt a program, a NASA továbbléphetett az Apollo repülésekben.

Előzmények Az 1950-es és 1960-as évek hidegháborújában a világ két szuperhatalma között elindult az űrverseny egy speciális versengés, egyfajta önálló technológiai erőpróba, amely addig ismeretlen színtéren folyt, hogy egymás előtt – és a világ többi részének közvéleménye előtt – bizonyítsák melyik állam (és egyben világrend) képes végrehajtani olyan teljesítményeket, amelyek egyrészt a létező legmagasabb csúcstechnológiát képviselték, másrészt megelőztek velük mindenkit. Ebben a versenyben kezdetben a Szovjetunió járt elöl, az USA pedig kétségbeesetten próbálta utolérni a szovjet teljesítményeket. Ennek folyományaként állították fel a NASA-t amerikai oldalon, majd a sorozatos kudarcélmények hatására határozták el – és hirdette ki John F. Kennedy –, hogy embert juttatnak a Holdra. Ez elhomályosította volna a szovjetek addigi összes teljesítményét azzal, hogy egy elképzelhetetlen projekt végrehajtásával törtek volna előre.

A mérhetetlenül nagynak tűnő feladatot a NASA kapta, amelynek keretein belül több lépcsőben ki is dolgozták a Hold elérésének elvi módszerét. A fejlődési lépcsők során előbb az ún. direkt leszállás módszerét vették elő a korábbi tanulmányok közül, amelyet elég hamar – annak gyakorlati megvalósíthatatlansága miatt – felváltott az ún. EOR (Earth Orbit Rendezvous – Randevű Föld körüli pályán) módszer, végül pedig – egy 1914-es forradalmi megoldás újra felmerülése nyomán – lefektették az ún. LOR (Lunar Orbit Rendezvous – Hold körüli pályán végrehajtott randevú) koncepcióját. Az elgondolások között a felküldendő tömeg volt a döntő tényező. Az első esetében egy óriási tömegű rakéta szállt volna fel a Földről, majd eljutván a Holdhoz le a holdfelszínre majd dolga végeztével vissza újra a Földre, amelynek magával kellett volna cipelnie mindent: a Földről való felszálláshoz szükséges rakétát, űrhajót, hajtóanyagot, majd a holdi leszálláshoz és az onnan való felszálláshoz szükséges ugyanilyen eszközöket és erőforrásokat is. A második elképzelés már annyit enyhített ezen, hogy a gigantikus feljuttatandó tömeget több „csomagban” juttatta volna fel Föld körüli pályára, ahol összedokkolgatva őket indulhatott volna a Holdra a még mindig ugyanakkora űrszerelvény. Ez a megoldás is azzal járt volna, hogy visszafelé egy akkora űrszerelvény startolt volna a holdfelszínről, mint a Mercury program rakéta-űrhajó rendszerei, amelyhez egy hatalmas indítóállásra és százas nagyságrendű személyzetre volt szükséges itt a Földön is, szemben a holdi nulla kiszolgáló infrastruktúrával. A harmadik pedig azt a forradalmi újítást hozta el, hogy két külön űrhajót vizionált, egyet amelyikben a holdutazók eljutnak a Holdig, majd vissza a Földre és egy másikat, amelyet csak a holdi leszállásra és felszállásra használnak. Ezzel meg lehetett takarítani azt a jelentős tömeget, amely a hazajutáshoz szükséges hajtóanyag kényszerű Holdra juttatásával, majd onnan való felszállításával járt volna. Ez utóbbi koncepció kijelölte a fejlesztési irányokat is: kell egy nagyobb és egy kisebb űrhajó, egy anyaűrhajó és egy holdkomp. Egyben ez a terv kijelölte a hasznos tömeg (űrhajók, személyzet, hajtóanyag, készletek stb.) feljuttatásához szükséges hordozóeszközök iránti igény fő paramétereit is, amelyek a kisebb feljuttatandó tömeg miatt értelemszerűen sokkal szerényebbek voltak, mint a korábbi ilyen igények. Sőt a haderőnemek fejlesztései között a tervezőasztalon feküdt is olyan terv (a Saturn rakétaosztály), amelynek paraméterei hasonlóak voltak az igényekhez.

Az általános koncepció birtokában kezdődött a részletes fejlesztés úgy az űrhajókra, mint a rakétákra vonatkozóan. Az egyes szakterületek megkapták az egyes hardver részegységek fejlesztését. Megkezdődött az Apollo űrhajó és a holdkomp tervezése űripari beszállítók – a North American és a Grumman – bevonásával, illetve a hordozórakéták fejlesztése. Utóbbi irányban már nem a nulláról indult a fejlesztés. Wernher von Braun már a koncepció kialakulása előtt elkezdte óriásrakéták fejlesztését. Az egyik ilyen rakéta a Saturn I, illetve később annak továbbfejlesztett változata, a Saturn IB volt, amely kisebb tömeget volt képes feljuttatni, a másik pedig egy valódi óriás a Saturn V volt. A LOR-koncepció zsenialitása éppen abban állt, hogy a feljuttatandó tömeg éppen belefért a már fejlesztés alatt levő rakéták kapacitásába. De úgy ennek a rakétának, mint az űrhajóegységeknek végig kellett járnia a fejlesztés különböző lépcsőfokait. Ez a fejlesztés egy sor tesztet foglalt magába, amelyeket egyrészt a gyártóhelyen (pl. különböző statikus hajtóműtesztek), másrészt csak az egyes rakétafokozatok külön kipróbálásával, harmadrészt pedig a Földön lehetett elvégezni. A NASA így ki is dolgozott egy lépcsőzetes, egymásra épülő tervet a tesztek végrehajtásának sorozatára

A terv lényege egyfajta „lépésről lépésre” filozófia volt, amely a Mercury- és a Gemini-program során a legmegfelelőbbnek bizonyult. Az egyes „lépéseket” betűjeles rendben mutatta a program. Eszerint a legegyszerűbb műveletekkel kellett kezdeni a folyamatot, majd úgy haladni a bonyolultabbak felé és csak akkor léphet tovább az egész program, ha az előző technikai (vagy más, pl. orvosi) szintet előzőleg sikerült teljesíteni. Szükség esetén annyiszor kellett ismételni egy-egy műveletet, amíg tökéletesen nem sikerült, csak ezután lehetett a következő műveletet teljesíteni (így pl. a mintául vett előző programok során az űrséta csak a legutolsó Gemini repülésen, ötödszörre sikerült tökéletesen). A terv első része a következőképpen épült fel: A – CSM próbarepülés automatikus üzemmódban B – LM próbarepülés automatikus üzemmódban C – CSM próbarepülés személyzettel

A tervek között szerepelt, hogy egy-egy repüléstípus nem egyetlen repülést tartalmaz, hanem annyit, amennyire szükség van az adott fejlődési lépcső céljainak maradéktalan teljesítéséhez. Az A típusú repülést tehát többféle konfigurációban is végrehajtotta a NASA. Az első konfiguráció kizárólag az Apollo űrhajóra koncentrált és azt is csak egy szerényebb kivitelben, a Mercurynál és Gemininél már bevált űrugrással akarták kipróbálni és nem is kellett hozzá a nagyobb teljesítményű rakéta, megelégedtek a kisebb Saturn IB – az Apollo–program efféle kiegészítő eszköze – bevetésével.

Az Apollo űrhajó fejlesztése

A program egyik fő súlyponti kérdése, egyben a legelső tesztek tárgya a Holdat elérni képes űrhajó kifejlesztése volt. Az Apollo űrhajó tervezése rögtön Kennedy elnök bejelentését követően megkezdődött és gyártóként – némileg meglepetésre, lecserélve a bevált McDonnellt – a North Americannel kötött szerződést a NASA. A szerződéskötéskor, azaz a fejlesztések kezdetén még a Direkt leszállás koncepciója volt érvényben az űrügynökségen belül, az űrhajó dizájnban semmiféle holdkompról nem volt szó, így a tervezés egyetlen önálló űrhajó irányából indult el, amelynek semmivel nem kell találkoznia és összekapcsolódnia az űrben. Ez változott meg alapjaiban, amikor a NASA új koncepciót nevezett meg a holdra szállás alapjául, immár két űrhajóval és űrbéli dokkolással. A tervezés folyamatában ezért ez a váltás nyomot is hagyott, a már nagy vonalakban megtervezett, de összekapcsolódásra és ilyen konfigurációban való repülésre alkalmatlan verzió tervezését és előállítását időtakarékosságból meghagyták Block I (Első gyártási sorozat) jellel, míg a végleges, teljes tudású változatot Block II néven vitték tovább. Később úgy tervezték, hogy a Block I-gyel repülik az összes tesztet és az emberekkel térnek át a Block II-re.

A dizájnban megtartották a Gemini űrhajó tervezési alapelveit, így az űrhajó egy csonkakúp alakú legénységi kabinból és egy hengeres műszaki egységből állt össze, igaz nagyobb méretekben, mivel eleve a kétfős személyzet háromra bővült az ennek megfelelő ellátmány igénnyel. Az előbbi egységben helyezték el az űrhajósokat, illetve az ő létfenntartásukhoz szükséges berendezéseket, valamint a műszerfalat és a leszálláshoz szükséges ejtőernyőházat (valamint a Block II esetén az összekapcsolódáshoz szükséges radart és dokkolószerkezetet), míg a műszaki egység fogadta magába az űrhajó hajtóműveit, az azokhoz szükséges hajtó- és oxidálóanyagot, valamint a létfenntartó rendszer tartályait, valamint az energiaforrásokat. Az űrhajó manőverezését a kor legkorszerűbb számítógépe segítette, magát a helyzetváltoztatást kis, hidrogén-peroxid meghajtású rakétafúvókákkal oldották meg, míg az elektromos energia ellátásról üzemanyagcellák gondoskodtak. Az űrhajó tömege 29–30 tonna közé adódott, hosszas súlycsökkentési programot követően.