Apolo 16
Apollo 16 (16 a 27 de abril de 1972) foi a décima missão tripulada no programa espacial Apollo dos Estados Unidos, administrado pela NASA, e a quinta e penúltima a pousar na Lua. Foi a segunda das "missões J" da Apollo, com uma estadia prolongada na superfície lunar, foco na ciência e o uso do Lunar Roving Vehicle (LRV). O pouso e a exploração foram nas Terras Altas de Descartes, local escolhido porque alguns cientistas esperavam que fosse uma área formada por ação vulcânica, embora isso não tenha acontecido.
A missão foi tripulada pelo Comandante John Young, o Piloto do Módulo Lunar Charles Duke e o Piloto do Módulo de Comando Ken Mattingly. Lançada do Centro Espacial Kennedy, na Flórida, em 16 de abril de 1972, a Apollo 16 experimentou uma série de pequenas falhas a caminho da Lua. Isso culminou com um problema com o motor principal da espaçonave que resultou em um atraso de seis horas no pouso na Lua, enquanto os gerentes da NASA pensavam em fazer os astronautas abortarem a missão e retornarem à Terra, antes de decidirem que o problema poderia ser superado. Embora tenham permitido o pouso lunar, a NASA fez com que os astronautas voltassem da missão um dia antes do planejado.
Depois de voar o módulo lunar para a superfície da Lua em 21 de abril, Young e Duke passaram 71 horas - pouco menos de três dias - na superfície lunar, durante as quais realizaram três atividades extraveiculares ou passeios lunares, totalizando 20 horas e 14 minutos. A dupla dirigiu o veículo lunar, o segundo usado na Lua, por 26,7 quilômetros (16,6 mi). Na superfície, Young e Duke coletaram 95,8 kg (211 lb) de amostras lunares para retornar à Terra, incluindo Big Muley, a maior rocha lunar coletada durante as missões Apollo. Durante esse tempo, Mattingly orbitou a Lua no módulo de comando e serviço (CSM), tirando fotos e operando instrumentos científicos. Mattingly, no módulo de comando, passou 126 horas e 64 revoluções em órbita lunar. Depois que Young e Duke se juntaram a Mattingly na órbita lunar, a tripulação liberou um subsatélite do módulo de serviço (SM). Durante a viagem de volta à Terra, Mattingly realizou uma caminhada espacial de uma hora para recuperar vários cassetes de filme do exterior do módulo de serviço. A Apollo 16 retornou com segurança à Terra em 27 de abril de 1972.
Tripulação e pessoal chave do Controle da Missão
| Posição | Astronauta | |
|---|---|---|
| Comandante (CDR) | John W. Young Quarto voo espacial | |
| Piloto do módulo de comando (CMP) | Thomas K. Mattingly II Primeiro voo espacial | |
| Piloto do módulo lunar (LMP) | Charles M. Duke Jr. Apenas espaço | |
John Young, o comandante da missão, tinha 41 anos e era capitão da Marinha na época da Apollo 16. Tornou-se astronauta em 1962 como parte do segundo grupo selecionado pela NASA, voou na Gemini 3 com Gus Grissom em 1965, tornando-se o primeiro americano fora do Mercury Seven a voar no espaço. Posteriormente, ele voou na Gemini 10 (1966) com Michael Collins e como piloto do módulo de comando da Apollo 10 (1969). Com a Apollo 16, ele se tornou o segundo americano, depois de Jim Lovell, a voar no espaço quatro vezes.
Thomas Kenneth "Ken" Mattingly, o piloto do módulo de comando, tinha 36 anos e era tenente-comandante da Marinha na época da Apollo 16. Mattingly havia sido selecionado para o quinto grupo de astronautas da NASA em 1966. Ele era membro da equipe de apoio para Apollo 8 e Apollo 9. Mattingly então realizou treinamento paralelo com o CMP reserva da Apollo 11, William Anders, que havia anunciado sua renúncia da NASA no final de julho de 1969 e, portanto, não estaria disponível se a primeira missão de pouso lunar foi adiado. Se Anders tivesse deixado a NASA antes do voo da Apollo 11, Mattingly teria tomado seu lugar na equipe reserva.
Mattingly havia sido originalmente designado para a tripulação principal da Apollo 13, mas foi exposto à rubéola por meio de Charles Duke, na época com Young na tripulação reserva da Apollo 13; Duke pegou de um de seus filhos. Mattingly nunca contraiu a doença, mas três dias antes do lançamento foi removido da tripulação e substituído por seu reserva, Jack Swigert. Duke, também um astronauta do Grupo 5 e um novato no espaço, serviu na tripulação de apoio da Apollo 10 e era um comunicador de cápsula (CAPCOM) para a Apollo 11. Tenente-coronel da Força Aérea, Duke tinha 36 anos na época de Apollo 16, que o tornou o mais jovem dos doze astronautas que caminharam na Lua durante a Apollo na época da missão. Todos os três homens foram anunciados como a tripulação principal da Apollo 16 em 3 de março de 1971.
A tripulação reserva da Apollo 16 consistia em Fred W. Haise Jr. (comandante, que voou na Apollo 13), Stuart A. Roosa (CMP, que voou na Apollo 14) e Edgar D. Mitchell (LMP, também Apollo 14). Embora não tenha sido anunciado oficialmente, o Diretor de Operações da Tripulação de Vôo, Deke Slayton, disse que os astronautas estão esperando por você. supervisor, planejou originalmente ter uma tripulação reserva de Haise como comandante, William R. Pogue (CMP) e Gerald P. Carr (LMP), que foram designados para a atribuição da tripulação principal na Apollo 19. No entanto, após os cancelamentos da Apollo 18 e 19 foram anunciados em setembro de 1970, fazia mais sentido usar astronautas que já haviam voado em missões lunares como backups, em vez de treinar outros no que provavelmente seria uma missão sem saída. Posteriormente, Roosa e Mitchell foram designados para a equipe de backup, enquanto Pogue e Carr foram transferidos para o programa Skylab, onde voaram no Skylab 4.
Para os projetos Mercury e Gemini, uma equipe principal e uma de reserva foram designadas, mas para a Apollo, um terceiro grupo de astronautas, conhecido como equipe de apoio, também foi designado. Slayton criou as equipes de apoio no início do Programa Apollo seguindo o conselho do comandante da tripulação da Apollo, James McDivitt, que lideraria a Apollo 9. McDivitt acreditava que, com a preparação em andamento nas instalações dos Estados Unidos, as reuniões que precisavam de um membro da tripulação de voo seriam saudades. Os membros da tripulação de apoio deveriam ajudar conforme indicado pelo comandante da missão. Geralmente com baixa antiguidade, eles reuniam as regras da missão, plano de vôo e listas de verificação e os mantinham atualizados. Para a Apollo 16, eles foram: Anthony W. England, Karl G. Henize, Henry W. Hartsfield Jr., Robert F. Overmyer e Donald H. Peterson.
Os diretores de voo foram Pete Frank e Philip Shaffer, primeiro turno, Gene Kranz e Donald R. Puddy, segundo turno, e Gerry Griffin, Neil B. Hutchinson e Charles R. Lewis, terceiro turno. Os diretores de voo durante a Apollo tinham uma descrição de trabalho de uma frase: "O diretor de voo pode tomar todas as ações necessárias para a segurança da tripulação e o sucesso da missão." Os CAPCOMs eram Haise, Roosa, Mitchell, James B. Irwin, Inglaterra, Peterson, Hartsfield e C. Gordon Fullerton.
Insígnia da missão e indicativos de chamada
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A insígnia da Apollo 16 é dominada por uma representação de uma águia americana e um escudo vermelho, branco e azul, representando o povo dos Estados Unidos, sobre um fundo cinza representando a superfície lunar. Sobrepondo o escudo está um vetor dourado da NASA, orbitando a Lua. Em sua borda azul contornada de ouro, há 16 estrelas, representando o número da missão e os nomes dos membros da tripulação: Young, Mattingly, Duke. A insígnia foi projetada a partir de ideias originalmente apresentadas pela tripulação da missão, por Barbara Matelski, da loja gráfica do Manned Spacecraft Center, em Houston.
Young e Duke escolheram "Orion" para o indicativo de chamada do módulo lunar, enquanto Mattingly escolheu "Casper" para o módulo de comando e serviço. De acordo com Duke, ele e Young escolheram "Orion" para o LM porque eles queriam algo relacionado com as estrelas. Orion é uma das constelações mais brilhantes vistas da Terra e visível para os astronautas durante sua jornada. Duke também afirmou, "é uma constelação proeminente e fácil de pronunciar e transmitir ao Controle da Missão". Mattingly disse que escolheu "Casper", evocando Casper, o Fantasma Amigável, porque "há coisas sérias suficientes neste voo, então escolhi um nome não sério"
Planejamento e treinamento
Seleção do local de destino
A Apollo 16 foi a segunda das missões J da Apollo, apresentando o uso do Lunar Roving Vehicle, maior capacidade científica e estadias de três dias na superfície lunar. Como a Apollo 16 foi a penúltima missão do programa Apollo e não havia nenhum novo hardware ou procedimento importante para testar na superfície lunar, as duas últimas missões (a outra sendo a Apollo 17) apresentaram oportunidades para os astronautas esclarecerem algumas das incertezas em compreender as características da Lua. Os cientistas buscaram informações sobre a história inicial da Lua, que podem ser obtidas de suas antigas características de superfície, as terras altas lunares. As expedições anteriores da Apollo, incluindo a Apollo 14 e a Apollo 15, obtiveram amostras de material lunar pré-mar, provavelmente lançado das terras altas por impactos de meteoritos. Estes foram datados de antes da lava começar a brotar do interior da Lua e inundar as áreas baixas e bacias. No entanto, nenhuma missão Apollo havia realmente visitado as terras altas lunares.
A Apollo 14 visitou e coletou amostras de uma crista de material ejetado pelo impacto que criou a bacia de impacto Mare Imbrium. Da mesma forma, a Apollo 15 também havia amostrado material na região de Imbrium, visitando a borda da bacia. Como os locais de pouso da Apollo 14 e da Apollo 15 estavam intimamente associados à bacia do Imbrium, ainda havia a chance de que diferentes processos geológicos prevalecessem em áreas das terras altas lunares distantes do Mare Imbrium. O cientista Dan Milton, estudando fotografias das terras altas das fotografias do Lunar Orbiter, viu uma área na região de Descartes da Lua com albedo incomumente alto que ele teorizou que poderia ser devido a rocha vulcânica; sua teoria rapidamente ganhou amplo apoio. Vários membros da comunidade científica notaram que os planaltos lunares centrais se assemelhavam a regiões da Terra que foram criadas por processos de vulcanismo e levantaram a hipótese de que o mesmo pode ser verdade na Lua. Eles esperavam que a produção científica da missão Apollo 16 fornecesse uma resposta. Alguns cientistas defenderam um pouso perto da grande cratera Tycho, mas sua distância do equador lunar e o fato de que o módulo lunar teria que se aproximar de um terreno muito acidentado descartaram isso.
O Comitê Ad Hoc de Avaliação do Local Apollo se reuniu em abril e maio de 1971 para decidir os locais de pouso da Apollo 16 e 17; foi presidido por Noel Hinners, da Bellcomm. Houve um consenso de que os locais finais de pouso deveriam ser nas terras altas lunares, e entre os locais considerados para a Apollo 16 estavam a região das Terras Altas de Descartes, a oeste de Mare Nectaris e a cratera Alphonsus. A distância considerável entre o local de Descartes e os locais de pouso anteriores da Apollo também seria benéfica para a rede de sismômetros, implantados em cada missão de pouso começando com a Apollo 12.
Na Alphonsus, três objetivos científicos foram determinados como sendo de interesse primário e de suma importância: a possibilidade de material antigo de impacto pré-Imbrium de dentro da parede da cratera, a composição do interior da cratera e a possibilidade de atividade vulcânica passada no fundo da cratera em vários "halo escuro" crateras. Os geólogos temiam, no entanto, que as amostras obtidas da cratera pudessem ter sido contaminadas pelo impacto do Imbrium, impedindo assim que a Apollo 16 obtivesse amostras de material pré-Imbrium. Permaneceu também a possibilidade distinta de que esse objetivo já teria sido satisfeito pelas missões Apollo 14 e Apollo 15, pois as amostras da Apollo 14 ainda não haviam sido completamente analisadas e as amostras da Apollo 15 ainda não haviam sido obtidas.
Em 3 de junho de 1971, o comitê de seleção do local decidiu direcionar a missão Apollo 16 para o local de Descartes. Após a decisão, o local de Alphonsus foi considerado o candidato mais provável para a Apollo 17, mas acabou sendo rejeitado. Com a ajuda da fotografia orbital obtida na missão Apollo 14, o local de Descartes foi considerado seguro o suficiente para um pouso tripulado. O local de pouso específico estava entre duas crateras de impacto jovens, as crateras North Ray e South Ray - 1.000 e 680 m (3.280 e 2.230 pés) de diâmetro, respectivamente - que forneceram "furos naturais" que penetrou no regolito lunar no local, deixando assim o leito rochoso exposto que poderia ser amostrado pela tripulação.
Após a seleção, os planejadores da missão fizeram das formações Descartes e Cayley, duas unidades geológicas das terras altas lunares, o principal interesse de amostragem da missão. Foram essas formações que a comunidade científica amplamente suspeitou serem formadas por vulcanismo lunar, mas essa hipótese foi provada incorreta pela composição de amostras lunares da missão.
Treinamento
Além do treinamento usual na espaçonave Apollo, Young e Duke, juntamente com o comandante reserva Fred Haise, passaram por um extenso programa de treinamento geológico que incluiu várias viagens de campo para apresentá-los aos conceitos e técnicas que usariam na análise de recursos e coleta de amostras na superfície lunar. Durante essas viagens, eles visitaram e forneceram descrições científicas das características geológicas que provavelmente encontrariam. O LMP reserva, Mitchell, não estava disponível durante a parte inicial do treinamento, ocupado com tarefas relacionadas à Apollo 14, mas em setembro de 1971 havia se juntado às viagens de campo de geologia. Antes disso, Tony England (um membro da equipe de apoio e do EVA lunar CAPCOM) ou um dos treinadores de geólogos treinava ao lado de Haise em viagens de campo de geologia.
Como se acreditava que Descartes era vulcânico, grande parte desse treinamento foi voltado para rochas e características vulcânicas, mas foram feitas viagens de campo a locais com outros tipos de rocha. Como Young comentou mais tarde, o treinamento não vulcânico provou ser mais útil, visto que Descartes não provou ser vulcânico. Em julho de 1971, eles visitaram Sudbury, Ontário, Canadá, para exercícios de treinamento em geologia, a primeira vez que os astronautas americanos treinaram no Canadá. A tripulação de pouso da Apollo 14 visitou um local na Alemanha Ocidental; o geólogo Don Wilhelms relatou que incidentes não especificados lá fizeram com que Slayton descartasse novas viagens de treinamento à Europa. Os geólogos escolheram Sudbury por causa de uma cratera de 97 km (60 mi) de largura criada há cerca de 1,8 bilhão de anos por um grande meteorito. A Bacia de Sudbury mostra evidências de geologia de cone quebrado, familiarizando a tripulação da Apollo com evidências geológicas de um impacto de meteorito. Durante os exercícios de treinamento, os astronautas não usavam trajes espaciais, mas carregavam equipamentos de rádio para conversar entre si e com a Inglaterra, praticando procedimentos que usariam na superfície lunar. No final do treinamento, as viagens de campo se tornaram grandes exercícios, envolvendo até oito astronautas e dezenas de pessoal de apoio, atraindo cobertura da mídia. Para o exercício no Nevada Test Site, onde as enormes crateras deixadas por explosões nucleares simulavam as grandes crateras encontradas na Lua, todos os participantes tiveram que ter autorização de segurança e um parente próximo listado, e um sobrevoo por CMP Mattingly necessária permissão especial.
Além do treinamento em geologia de campo, Young e Duke também treinaram para usar seus trajes espaciais EVA, adaptar-se à gravidade lunar reduzida, coletar amostras e dirigir o Lunar Roving Vehicle. O fato de terem sido reservas para a Apollo 13, planejada para ser uma missão de pouso, significava que eles poderiam gastar cerca de 40% de seu tempo treinando para suas operações de superfície. Eles também receberam treinamento de sobrevivência e se prepararam para os aspectos técnicos da missão. Os astronautas passaram muito tempo estudando as amostras lunares trazidas por missões anteriores, aprendendo sobre os instrumentos a serem levados na missão e ouvindo o que os principais investigadores encarregados desses instrumentos esperavam aprender com a Apollo 16. Esse treinamento ajudou Young e Duke, enquanto na Lua, percebem rapidamente que as esperadas rochas vulcânicas não estavam lá, embora os geólogos do Controle da Missão inicialmente não acreditassem nelas. Grande parte do treinamento - de acordo com Young, 350 horas - foi realizado com a tripulação vestindo trajes espaciais, algo que Young considerou vital, permitindo que os astronautas conhecessem as limitações do equipamento para realizar as tarefas designadas. Mattingly também recebeu treinamento em reconhecimento de características geológicas da órbita, voando sobre as áreas de campo em um avião e treinado para operar o Módulo de Instrumento Científico da órbita lunar.
Equipamento
Lançamento do veículo
O veículo de lançamento que levou a Apollo 16 à Lua foi um Saturn V, designado como AS-511. Este foi o décimo primeiro Saturn V a voar e o nono usado em missões tripuladas. O Saturn V da Apollo 16 era quase idêntico ao da Apollo 15. Uma mudança que foi feita foi a restauração de quatro retrofoguetes no primeiro estágio do S-IC, o que significa que haveria um total de oito, como na Apollo 14 e anteriores. Os retrofoguetes foram usados para minimizar o risco de colisão entre o primeiro estágio alijado e o Saturn V. Esses quatro retrofoguetes foram omitidos do Saturn V da Apollo 15 para economizar peso, mas a análise do voo da Apollo 15 mostrou que o S-IC chegou mais perto do que o esperado após o alijamento e temia-se que, se houvesse apenas quatro foguetes e um falhasse, poderia haver uma colisão.
ALSEP e outros equipamentos de superfície
Como em todas as missões de pouso lunar após a Apollo 11, um Pacote de Experimentos de Superfície Lunar da Apollo (ALSEP) voou na Apollo 16. Este era um conjunto de experimentos movidos a energia nuclear projetados para continuar funcionando depois que os astronautas que os configuraram voltassem para Terra. O ALSEP da Apollo 16 consistia em um Experimento Sísmico Passivo (PSE, um sismômetro), um Experimento Sísmico Ativo (ASE), um Experimento de Fluxo de Calor Lunar (HFE) e um Magnetômetro de Superfície Lunar (LSM). O ALSEP foi alimentado por um gerador termoelétrico de radioisótopos SNAP-27, desenvolvido pela Comissão de Energia Atômica.
O PSE foi adicionado à rede de sismômetros deixados pelas Apollo 12, 14 e 15. A NASA pretendia calibrar o Apollo 16 PSE quebrando o estágio de subida do LM perto dele depois que os astronautas terminaram com ele, um objeto de massa e velocidade conhecidas impactando em um local conhecido. No entanto, a NASA perdeu o controle do estágio de subida após o alijamento, e isso não ocorreu. O ASE, projetado para retornar dados sobre a estrutura geológica da Lua, consistia em dois grupos de explosivos: um, uma linha de "batedores" deveriam ser implantados ligados a três geofones. Os batedores seriam explodidos durante a implantação do ALSEP. Um segundo grupo era formado por quatro morteiros de tamanhos diferentes, a serem disparados remotamente assim que os astronautas retornassem à Terra. A Apollo 14 também carregava um ASE, embora seus morteiros nunca tenham sido acionados por medo de afetar outros experimentos.
O HFE envolveu a perfuração de dois furos de 3,0 metros (10 pés) na superfície lunar e a colocação de termômetros que mediriam quanto calor estava fluindo do interior lunar. Esta foi a terceira tentativa de colocar um HFE: o primeiro voou na Apollo 13 e nunca alcançou a superfície lunar, enquanto na Apollo 15, problemas com a broca fizeram com que as sondas não fossem tão profundas quanto o planejado. A tentativa da Apollo 16 falharia depois que Duke colocou com sucesso a primeira sonda; Young, incapaz de ver seus pés no traje espacial volumoso, puxou e cortou o cabo depois que ele se enrolou em sua perna. Os gerentes da NASA vetaram uma tentativa de reparo devido ao tempo que levaria. Um HFE voou e foi implantado com sucesso na Apollo 17.
O LSM foi projetado para medir a força do campo magnético da Lua, que é apenas uma pequena fração do campo magnético da Terra. Dados adicionais seriam retornados pelo uso do Magnetômetro Lunar Portátil (LPM), a ser carregado no veículo lunar e ativado em várias paradas geológicas. Os cientistas também esperavam aprender com uma amostra da Apollo 12, para ser brevemente devolvido à Lua na Apollo 16, da qual o "soft" o magnetismo havia sido removido, para ver se havia sido restaurado em sua jornada. Medições após a missão descobriram que "soft" o magnetismo havia retornado à amostra, embora em uma intensidade menor do que antes.
Uma Far Ultraviolet Camera/Spectrograph (UVC) foi lançada, as primeiras observações astronômicas tiradas da Lua, buscando dados sobre fontes de hidrogênio no espaço sem o efeito de mascaramento da coroa da Terra. O instrumento foi colocado na sombra do LM e apontado para nebulosas, outros objetos astronômicos, a própria Terra e quaisquer aberturas vulcânicas suspeitas vistas na superfície lunar. O filme foi devolvido à Terra. Quando solicitado a resumir os resultados para o público em geral, o Dr. George Carruthers, do Laboratório de Pesquisa Naval, afirmou: "os resultados mais imediatamente óbvios e espetaculares foram realmente para as observações da Terra, porque esta foi a primeira vez que a Terra foi fotografado à distância em luz ultravioleta (UV), para que você pudesse ver toda a extensão da atmosfera de hidrogênio, a aurora polar e o que chamamos de cinturão de luminescência tropical."
Quatro painéis montados no estágio de descida do LM compreendiam o Detector de Raios Cósmicos, projetado para registrar raios cósmicos e partículas de vento solar. Três dos painéis foram deixados descobertos durante a viagem à Lua, com o quarto descoberto pela tripulação no início do EVA. Os painéis seriam ensacados para retornar à Terra. O Solar Wind Composition Experiment independente voou na Apollo 16, como fez em cada um dos pousos lunares, para implantação na superfície lunar e retorno à Terra. Folha de platina foi adicionada ao alumínio dos experimentos anteriores, para minimizar a contaminação.
Subsatélite de partículas e campos PFS-2
O Subsatélite de Partículas e Campos da Apollo 16 (PFS-2) foi um pequeno satélite lançado em órbita lunar a partir do módulo de serviço. Seu principal objetivo era medir partículas carregadas e campos magnéticos ao redor da Lua enquanto a Lua orbitava a Terra, semelhante à sua espaçonave irmã, PFS-1, lançada oito meses antes pela Apollo 15. As duas sondas deveriam ter órbitas semelhantes, variando de 89 a 122 quilômetros (55 a 76 milhas) acima da superfície lunar.
Como o subsatélite Apollo 15, esperava-se que o PFS-2 tivesse uma vida útil de pelo menos um ano antes de sua órbita decair e colidir com a superfície lunar. A decisão de trazer a Apollo 16 para casa mais cedo, depois de problemas com o motor principal, fez com que a espaçonave não fosse para a órbita planejada para o PFS-2. Em vez disso, foi ejetado para uma órbita abaixo do planejado e colidiu com a Lua um mês depois, em 29 de maio de 1972, após dar 424 voltas ao redor da Lua. Este breve tempo de vida foi porque os mascons lunares estavam perto de sua trilha orbital terrestre e ajudaram a puxar o PFS-2 para a Lua.
Eventos de missão
Os elementos da espaçonave e do veículo de lançamento começaram a chegar ao Kennedy Space Center em julho de 1970, e todos chegaram em setembro de 1971. A Apollo 16 foi originalmente programada para ser lançada em 17 de março de 1972. Uma das bexigas para o CM's sistema de controle de reação estourou durante o teste. Este problema, em combinação com as preocupações de que um dos cabos explosivos que lançariam o LM do CSM depois que os astronautas retornassem da superfície lunar não funcionaria corretamente, e um problema com o traje espacial de Duke, tornou desejável escorregar o lançamento para a próxima janela de lançamento. Assim, a Apollo 16 foi adiada para 16 de abril. A pilha de veículos de lançamento, que havia sido lançada do Edifício de Montagem de Veículos em 13 de dezembro de 1971, foi devolvida a ele em 27 de janeiro de 1972. Ela foi lançada novamente para o Complexo de Lançamento 39A em 9 de fevereiro.
A contagem regressiva oficial da missão começou na segunda-feira, 10 de abril de 1972, às 8h30, seis dias antes do lançamento. Nesse ponto, os três estágios do foguete Saturn V foram ativados e água potável foi bombeada para a espaçonave. Quando a contagem regressiva começou, a tripulação da Apollo 16 estava participando dos exercícios finais de treinamento em antecipação ao lançamento em 16 de abril. Os astronautas foram submetidos ao exame físico pré-voo final em 11 de abril. o cronograma e o tempo estava bom quando a hora do lançamento se aproximava.
Lançamento e viagem de ida
A missão Apollo 16 foi lançada do Centro Espacial Kennedy, na Flórida, às 12h54 EST em 16 de abril de 1972. O lançamento foi nominal; a tripulação experimentou vibração semelhante à das missões anteriores. O primeiro e o segundo estágios do Saturn V (o S-IC e o S-II) tiveram desempenho nominal; a espaçonave entrou em órbita ao redor da Terra pouco menos de 12 minutos após a decolagem.
Depois de atingir a órbita, a tripulação passou um tempo se adaptando ao ambiente de gravidade zero e preparando a espaçonave para a injeção translunar (TLI), a queima do foguete de terceiro estágio que os levaria à Lua. Na órbita da Terra, a tripulação enfrentou problemas técnicos menores, incluindo um problema potencial com o sistema de controle ambiental e o sistema de controle de atitude do terceiro estágio do S-IVB, mas acabou resolvendo ou compensando-os enquanto se preparavam para partir em direção à Lua..
Depois de duas órbitas, o terceiro estágio do foguete reacendeu por pouco mais de cinco minutos, impulsionando a nave em direção à Lua a cerca de 35.000 km/h (22.000 mph). Seis minutos após a queima do S-IVB, os módulos de comando e serviço (CSM), contendo a tripulação, separaram-se do foguete e viajaram 49 pés (15 m) para longe dele antes de se virar e recuperar o módulo lunar de dentro do estágio de foguete gasto. A manobra, realizada por Mattingly e conhecida como transposição, encaixe e extração, transcorreu sem problemas.
Após a transposição e encaixe, a tripulação notou que a superfície externa do módulo lunar estava emitindo partículas de um ponto onde a pele do LM parecia rasgada ou rasgada; a certa altura, Duke estimou que estavam vendo cerca de cinco a dez partículas por segundo. Young e Duke entraram no módulo lunar através do túnel de acoplamento conectando-o ao módulo de comando para inspecionar seus sistemas, momento em que não detectaram nenhum problema grave.
Uma vez em direção à Lua, a tripulação colocou a espaçonave em uma churrasqueira "churrasco" modo no qual a nave girava ao longo de seu longo eixo três vezes por hora para garantir uma distribuição uniforme de calor do Sol sobre a espaçonave. Depois de preparar a embarcação para a viagem, a tripulação iniciou o primeiro período de sono da missão pouco menos de 15 horas após o lançamento.
No momento em que o Controle da Missão emitiu o alerta para a tripulação para o segundo dia de voo, a espaçonave estava a cerca de 181.000 quilômetros (98.000 nmi) de distância da Terra, viajando a cerca de 1.622 m/s (5.322 pés/s). Como não deveria chegar à órbita lunar até o quarto dia de voo, os dias de voo dois e três foram em grande parte preparatórios, consistindo na manutenção da espaçonave e pesquisa científica. No segundo dia, a tripulação realizou um experimento de eletroforese, também realizado na Apollo 14, no qual tentaram demonstrar que a separação eletroforética em seu ambiente quase sem peso poderia ser usada para produzir substâncias de maior pureza do que seria possível na Terra. Usando dois tamanhos diferentes de partículas de poliestireno, um tamanho colorido de vermelho e um azul, a separação dos dois tipos por meio de eletroforese foi alcançada, embora a eletro-osmose no equipamento experimental impedisse a clara separação de duas bandas de partículas.
O restante do segundo dia incluiu uma queima de correção de curso de dois segundos realizada pelo motor do sistema de propulsão de serviço (SPS) do CSM para ajustar a trajetória da espaçonave. No final do dia, os astronautas entraram no módulo lunar pela segunda vez para inspecionar ainda mais os sistemas da nave de pouso. A tripulação relatou ter observado pintura adicional descascando de uma parte da pele externa de alumínio do LM. Apesar disso, a tripulação descobriu que os sistemas da espaçonave estavam funcionando normalmente. Após a inspeção do LM, a tripulação revisou as listas de verificação e os procedimentos para os dias seguintes em antecipação à sua chegada e à queima da Inserção da Órbita Lunar (LOI). O piloto do módulo de comando Mattingly relatou "bloqueio do gimbal", o que significa que o sistema para acompanhar a atitude da embarcação não era mais preciso. Mattingly teve que realinhar o sistema de orientação usando o Sol e a Lua. No final do segundo dia, a Apollo 16 estava a cerca de 260.000 quilômetros (140.000 milhas náuticas) da Terra.
Quando os astronautas foram acordados para o terceiro dia de voo, a espaçonave estava a cerca de 291.000 quilômetros (157.000 milhas náuticas) da Terra. A velocidade da nave diminuiu constantemente, pois ainda não havia atingido a esfera lunar de influência gravitacional. A primeira parte do terceiro dia foi basicamente de limpeza, manutenção da espaçonave e troca de relatórios de status com o Controle da Missão em Houston. A tripulação realizou o experimento de flash de luz da Apollo, ou ALFMED, para investigar "flashes de luz" que foram vistos pelos astronautas lunares da Apollo quando a espaçonave estava escura, independentemente de seus olhos estarem abertos. Isso foi pensado para ser causado pela penetração do olho por partículas de raios cósmicos. Durante a segunda metade do dia, Young e Duke entraram novamente no módulo lunar para ligá-lo e verificar seus sistemas e realizar tarefas de limpeza em preparação para o pouso lunar. Os sistemas foram encontrados para funcionar como esperado. Em seguida, a tripulação vestiu seus trajes espaciais e ensaiou os procedimentos que seriam usados no dia do pouso. Pouco antes do final do terceiro dia de voo, às 59 horas, 19 minutos e 45 segundos após a decolagem, a 330.902 quilômetros (178.673 nmi) da Terra e 62.636 quilômetros (33.821 nmi) da Lua, a velocidade da espaçonave começou a aumentar como ele acelerou em direção à Lua depois de entrar na esfera de influência lunar.
Depois de acordar no quarto dia de voo, a tripulação iniciou os preparativos para a manobra LOI que os colocaria em órbita. A uma altitude de 20.635 quilômetros (11.142 milhas náuticas), a tampa do compartimento do módulo de instrumento científico (SIM) foi alijada. Com pouco mais de 74 horas de missão, a espaçonave passou por trás da Lua, perdendo temporariamente o contato com o Controle da Missão. Enquanto estava do outro lado, o SPS queimou por 6 minutos e 15 segundos, travando a espaçonave em uma órbita com um ponto baixo (pericinthion) de 58,3 e um ponto alto (apocynthion) de 170,4 milhas náuticas (108,0 e 315,6 km, respectivamente). Depois de entrar na órbita lunar, a tripulação iniciou os preparativos para a manobra Descent Orbit Insertion (DOI) para modificar ainda mais a trajetória orbital da espaçonave. A manobra foi bem-sucedida, diminuindo o pericinthion da nave para 19,8 quilômetros (10,7 nmi). O restante do quarto dia de voo foi gasto fazendo observações e preparando-se para a ativação do módulo lunar, desacoplamento e pouso no dia seguinte.
Superfície lunar
A tripulação continuou se preparando para a ativação do módulo lunar e desacoplamento logo após acordar para começar o quinto dia de voo. A haste que estendia o espectrômetro de massa no compartimento do SIM estava presa, semi-implantada. Foi decidido que Young e Duke inspecionariam visualmente a barreira após desacoplar o LM do CSM. Eles entraram no LM para ativação e verificação dos sistemas da espaçonave. Apesar de entrar no LM 40 minutos antes do previsto, eles concluíram os preparativos apenas 10 minutos antes devido a vários atrasos no processo. Com os preparativos concluídos, eles desencaixaram 96 horas, 13 minutos e 31 segundos na missão.
Para o resto dos dois ofícios' passa sobre o lado mais próximo da Lua, Mattingly se preparou para mudar Casper para uma órbita quase circular mais alta, enquanto Young e Duke prepararam Orion para a descida à superfície lunar. Neste ponto, durante os testes do motor de foguete dirigível do CSM em preparação para a queima para modificar a órbita da nave, Mattingly detectou oscilações no sistema gimbal de backup do motor SPS. De acordo com as regras da missão, sob tais circunstâncias, o Orion deveria atracar novamente com Casper, caso o Controle da Missão decidisse abortar o pouso e usar o módulo lunar motores para a viagem de volta à Terra. Em vez disso, as duas naves mantiveram posição, mantendo posições próximas uma da outra. Após várias horas de análise, os controladores da missão determinaram que o mau funcionamento poderia ser contornado e Young e Duke poderiam prosseguir com o pouso.
A descida motorizada para a superfície lunar começou cerca de seis horas atrasada. Por causa do atraso, Young e Duke começaram sua descida à superfície em uma altitude superior à de qualquer missão anterior, a 20,1 quilômetros (10,9 milhas náuticas). Depois de descer a uma altitude de cerca de 13.000 pés (4.000 m), Young conseguiu visualizar o local de pouso em sua totalidade. A aceleração do motor de pouso do LM ocorreu a tempo e a espaçonave se inclinou para frente em sua orientação de pouso a uma altitude de 7.200 pés (2.200 m). O LM pousou 890 pés (270 m) ao norte e 200 pés (60 m) a oeste do local de pouso planejado às 104 horas, 29 minutos e 35 segundos da missão, às 2:23:35 UTC em 21 de abril (8: 23h35 do dia 20 de abril em Houston). A disponibilidade do Lunar Roving Vehicle tornou a distância do ponto alvo trivial.
Após o pouso, Young e Duke começaram a desligar alguns dos sistemas do LM para economizar energia da bateria. Ao concluir seus procedimentos iniciais, a dupla configurou Orion para sua estada de três dias na superfície lunar, removeu seus trajes espaciais e fez observações geológicas iniciais do local de pouso imediato. Eles então se acomodaram para sua primeira refeição na superfície. Depois de comer, eles configuraram a cabine para dormir. O atraso no pouso causado pelo mau funcionamento do motor principal do CSM exigiu modificações significativas no cronograma da missão. A Apollo 16 passaria um dia a menos na órbita lunar após a conclusão da exploração da superfície para dar à tripulação amplas margens no caso de novos problemas. A fim de melhorar o horário de sono de Young e Duke, o terceiro e último moonwalk da missão foi reduzido de sete para cinco horas.
Primeiro passeio lunar
Depois de acordar em 21 de abril, Young e Duke tomaram café da manhã e começaram os preparativos para a primeira atividade extraveicular (EVA), ou moonwalk. Depois que a dupla vestiu e pressurizou seus trajes espaciais e despressurizou a cabine do módulo lunar, Young subiu na "varanda" do LM, uma pequena plataforma acima da escada. Duke entregou a Young um saco de lixo cheio de lixo para descartar na superfície. Young então baixou a bolsa de transferência de equipamentos (ETB), contendo equipamentos para uso durante o EVA, à superfície. Young desceu a escada e, ao pisar na superfície lunar, tornou-se o nono ser humano a pisar na Lua. Ao pisar na superfície, Young expressou seus sentimentos sobre estar lá: "Aí está você: Descartes misterioso e desconhecido. Planícies das terras altas. A Apollo 16 vai mudar sua imagem. Estou muito feliz por eles terem ficado velhos. Brer Rabbit, aqui, de volta ao arbusto onde ele pertence." Duke logo desceu a escada e se juntou a Young na superfície, tornando-se a décima pessoa a caminhar na Lua. Duke tinha então 36 anos; nenhum ser humano mais jovem jamais caminhou na superfície lunar. Duke expressou sua empolgação, afirmando ao CAPCOM Anthony England: "Fantástico! Oh, esse primeiro pé na superfície lunar é ótimo, Tony!" A primeira tarefa da dupla no passeio lunar foi descarregar o veículo lunar, a câmera/espectrógrafo ultravioleta distante e outros equipamentos. Isso foi feito sem problemas. Ao dirigir o veículo lunar pela primeira vez, Young descobriu que a direção traseira não estava funcionando. Ele alertou o Controle da Missão sobre o problema antes de configurar a câmera de televisão, após o que Duke ergueu a bandeira dos Estados Unidos. Durante as operações na superfície lunar, o Comandante Young sempre dirigia o rover, enquanto o Piloto do Módulo Lunar Duke auxiliava na navegação; esta foi uma divisão de responsabilidades usada de forma consistente ao longo das missões J da Apollo.
A próxima tarefa do dia foi implantar o ALSEP; enquanto estacionavam o veículo lunar, no qual estava montada a câmera de TV, para observar o desdobramento, a direção traseira começou a funcionar. Após a implantação do ALSEP, eles coletaram amostras nas proximidades. Cerca de quatro horas após o início do EVA-1, eles montaram o rover lunar e dirigiram para a primeira parada geológica, Plum Crater, uma cratera de 118 ft (36 m) de largura na borda da Flag Crater, com cerca de 240 m (790 ft) entre. Lá, a uma distância de 1,4 km (0,87 mi) do LM, eles coletaram amostras de material nas proximidades, que os cientistas acreditavam ter penetrado através da camada regolítica superior até a Formação Cayley subjacente. Foi lá que Duke recuperou, a pedido do Controle da Missão, a maior rocha devolvida por uma missão Apollo, uma brecha apelidada de Big Muley em homenagem ao investigador principal da geologia da missão, William R. Muehlberger. A próxima parada do dia foi a Cratera Buster, uma pequena cratera localizada ao norte da maior Cratera Spook, a cerca de 1,6 km (0,99 mi) do LM. Lá, Duke tirou fotos de Stone Mountain e South Ray Crater, enquanto Young implantou o LPM. A essa altura, os cientistas estavam começando a reconsiderar sua hipótese pré-missão de que Descartes havia sido o cenário da antiga atividade vulcânica, já que os dois astronautas ainda não haviam encontrado nenhum material vulcânico. Após a parada em Buster, Young fez um "Grand Prix" passeio de demonstração do rover lunar, que Duke filmou com uma câmera de filme de 16 mm. Isso foi tentado na Apollo 15, mas a câmera não funcionou direito. Depois de completar mais tarefas no ALSEP, eles retornaram ao LM para encerrar o moonwalk. Eles entraram novamente no LM 7 horas, 6 minutos e 56 segundos após o início do EVA. Uma vez lá dentro, eles pressurizaram a cabine do LM, passaram por um interrogatório de meia hora com os cientistas do Controle da Missão e configuraram a cabine para o período de sono.
Segunda caminhada lunar
Acordando três minutos e meio antes do planejado, eles discutiram a linha do tempo dos eventos do dia com Houston. O objetivo principal da segunda excursão lunar era visitar a Stone Mountain para subir a inclinação de cerca de 20 graus para alcançar um aglomerado de cinco crateras conhecidas como "crateras Cinco". Eles dirigiram até lá no LRV, viajando 3,8 km (2,4 mi) do LM. A 152 m (499 pés) acima do fundo do vale, o par estava na maior elevação acima do LM de qualquer missão Apollo. Eles ficaram maravilhados com a vista (incluindo South Ray) do lado da Stone Mountain, que Duke descreveu como "espetacular", e então coletaram amostras nas proximidades. Depois de passar 54 minutos na encosta, eles subiram a bordo do veículo lunar a caminho da segunda parada do dia, apelidada de Estação 5, uma cratera de 20 m (66 pés) de diâmetro. Lá, eles esperavam encontrar material de Descartes que não tivesse sido contaminado por material ejetado da South Ray Crater, uma grande cratera ao sul do local de pouso. As amostras que ali recolheram, apesar da origem ainda incerta, são segundo o geólogo Wilhelms, "uma aposta razoável para ser Descartes".
A próxima parada, Estação 6, era uma cratera em blocos de 10 m de largura (33 pés), onde os astronautas acreditavam que poderiam coletar amostras da Formação Cayley, conforme evidenciado pelo solo mais firme encontrado lá. Contornando a estação sete para economizar tempo, eles chegaram à estação 8 no flanco inferior da Stone Mountain, onde coletaram amostras de material em um raio da cratera South Ray por cerca de uma hora. Lá, eles coletaram brechas pretas e brancas e rochas cristalinas menores ricas em plagioclásio. Na Estação 9, uma área conhecida como "Vacant Lot", que se acreditava estar livre de material ejetado do South Ray, eles passaram cerca de 40 minutos coletando amostras. Vinte e cinco minutos depois de deixar o Vacant Lot, eles chegaram à parada final do dia, a meio caminho entre o local da ALSEP e o LM. Lá, eles cavaram um núcleo duplo e realizaram vários testes de penetrômetro ao longo de uma linha que se estendia 50 m (160 pés) a leste do ALSEP. A pedido de Young e Duke, o moonwalk foi estendido por dez minutos. Depois de retornar ao LM para encerrar a segunda excursão lunar, eles voltaram para dentro da cabine da nave de desembarque, selando e pressurizando o interior após 7 horas, 23 minutos, e 26 segundos de tempo de EVA, quebrando um recorde que havia sido estabelecido na Apollo 15. Depois de comer uma refeição e prosseguir com um debriefing sobre as atividades do dia com o Controle da Missão, eles reconfiguraram a cabine do LM e se prepararam para o período de sono..
Terceira caminhada lunar
O sétimo dia de voo foi o terceiro e último dia na superfície lunar, retornando à órbita para se juntar a Mattingly no CSM após o passeio lunar do dia. Durante a terceira e última excursão lunar, eles deveriam explorar a cratera North Ray, a maior de todas as crateras visitadas por qualquer expedição da Apollo. Depois de sair de Orion, a dupla dirigiu para a cratera North Ray. A movimentação foi mais suave do que no dia anterior, pois as crateras eram mais rasas e os pedregulhos eram menos abundantes ao norte do local de pouso imediato. Depois de passar pela cratera Palmetto, os pedregulhos tornaram-se gradualmente maiores e mais abundantes à medida que se aproximavam do North Ray no rover lunar. Ao chegar à borda da cratera North Ray, eles estavam a 4,4 km (2,7 mi) de distância do LM. Após a chegada, a dupla tirou fotos da cratera de 1 km (0,62 mi) de largura e 230 m (750 pés) de profundidade. Eles visitaram uma grande pedra, mais alta que um prédio de quatro andares, que ficou conhecida como 'House Rock'. Amostras obtidas deste pedregulho deram o golpe final na hipótese vulcânica pré-missão, provando-a incorreta. House Rock tinha inúmeras marcas semelhantes a buracos de bala onde micrometeoróides do espaço impactaram a rocha.
Cerca de 1 hora e 22 minutos depois de chegar à cratera North Ray, eles partiram para a Estação 13, um grande campo de pedras a cerca de 0,5 km (0,31 mi) de North Ray. No caminho, eles estabeleceram um recorde de velocidade lunar, viajando a uma velocidade estimada de 17,1 quilômetros por hora (10,6 mph) ladeira abaixo. Eles chegaram a uma pedra de 3 m (9,8 pés) de altura, que chamaram de "Shadow Rock". Aqui, eles coletaram amostras de solo permanentemente sombreado. Durante esse tempo, Mattingly estava preparando o CSM na expectativa de seu retorno aproximadamente seis horas depois. Após três horas e seis minutos, eles retornaram ao LM, onde realizaram vários experimentos e descarregaram o rover. A uma curta distância do LM, Duke colocou uma fotografia de sua família e um medalhão comemorativo da Força Aérea na superfície. Young dirigiu o rover até um ponto a cerca de 90 m (300 pés) a leste do LM, conhecido como 'local VIP' para que sua câmera de televisão, controlada remotamente pelo Controle da Missão, pudesse observar a decolagem da Apollo 16 da Lua. Eles então entraram novamente no LM após uma excursão final de 5 horas e 40 minutos. Depois de pressurizar a cabine LM, a tripulação começou a se preparar para retornar à órbita lunar.
Atividades individuais
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Depois que Orion foi liberado para a tentativa de pouso, Casper manobrou para longe e Mattingly realizou uma queima que levou sua espaçonave a uma órbita de 98,3 por 125,6 quilômetros; 61,1 por 78,0 milhas (53,1 por 67,8 nmi) em preparação para seu trabalho científico. O SM carregava um conjunto de instrumentos científicos em seu compartimento SIM, semelhantes aos carregados na Apollo 15. Mattingly compilou uma agenda lotada operando os vários instrumentos do compartimento SIM, uma que se tornou ainda mais ocupada quando Houston decidiu trazer a Apollo 16 para casa um dia antes., pois os diretores de voo buscavam compensar o tempo perdido.
Seu trabalho foi prejudicado por vários problemas de funcionamento: quando a Câmera Panorâmica foi ligada, parecia consumir tanta energia de um dos sistemas elétricos do CSM, que acionou o Alarme Mestre da espaçonave. Ele foi imediatamente desligado, embora análises posteriores indicassem que o dreno poderia ser dos aquecedores da espaçonave, que ligaram ao mesmo tempo. Seu trabalho também foi prejudicado pelo atraso no início do trabalho científico orbital de Casper e pelo retorno precoce à Terra, e por um mau funcionamento que resultou na superexposição de muitas das fotografias. No entanto, conseguiu tirar uma fotografia da área de Descartes em que Orion é visível. A lança do Espectrômetro de Massa não se retraiu totalmente após sua extensão inicial, como aconteceu na Apollo 15, embora tenha retraído o suficiente para permitir que o motor SPS fosse acionado com segurança quando Casper manobrou para longe de Orion antes do LM começar sua tentativa de pouso na Lua. Embora o Espectrômetro de Massa tenha sido capaz de operar de forma eficaz, ele ficou preso perto de sua posição totalmente desdobrada antes da queima que precedeu o encontro e teve que ser descartado. Os cientistas esperavam complementar os dados lunares obtidos com mais na costa transterrestre, mas os dados da Apollo 15 poderiam ser usados em seu lugar. A câmera de mapeamento também não funcionou perfeitamente; análises posteriores descobriram que ele tinha problemas com seu escudo antirreflexo. As mudanças no plano de vôo significaram que algumas áreas da superfície lunar que deveriam ser fotografadas não puderam ser; além disso, várias imagens foram superexpostas. O Laser Altimeter, projetado para medir com precisão a altitude da espaçonave, perdeu lentamente a precisão devido à potência reduzida e, finalmente, falhou pouco antes de ser usado pela última vez.
Retorno à Terra
Oito minutos antes da partida planejada da superfície lunar, o CAPCOM James Irwin notificou Young e Duke do Controle da Missão de que eles estavam partindo para a decolagem. Dois minutos antes do lançamento, eles ativaram o "Master Arm" e, em seguida, o botão "Abort Stage" botão, fazendo com que pequenas cargas explosivas separem o estágio de subida do estágio de descida, com cabos conectando os dois cortados por um mecanismo semelhante a uma guilhotina. No momento pré-programado, houve a decolagem e a etapa de subida disparada para longe da Lua, enquanto a câmera a bordo do VLT acompanhava os primeiros instantes do voo. Seis minutos após a decolagem, a uma velocidade de cerca de 5.000 quilômetros por hora (3.100 mph), Young e Duke atingiram a órbita lunar. Young e Duke se encontraram e reencaixaram com sucesso com Mattingly no CSM. Para minimizar a transferência de poeira lunar da cabine LM para o CSM, Young e Duke limparam a cabine antes de abrir a escotilha que separa as duas espaçonaves. Depois de abrir a escotilha e se reunir com Mattingly, a tripulação transferiu as amostras que Young e Duke coletaram na superfície para o CSM para transferência para a Terra. Depois que as transferências fossem concluídas, a tripulação dormiria antes de descartar o estágio de subida do módulo lunar vazio no dia seguinte, quando seria lançado intencionalmente na superfície lunar para calibrar o sismômetro que Young e Duke haviam deixado na superfície.
No dia seguinte, depois que as verificações finais foram concluídas, o estágio de subida LM gasto foi descartado. Provavelmente devido a uma falha da tripulação em ativar um certo interruptor no LM antes de selá-lo, ele caiu após a separação. A NASA não conseguiu controlá-lo e não executou a queima do foguete necessária para a saída de órbita intencional da nave. O estágio de ascensão acabou colidindo com a superfície lunar quase um ano após a missão. A próxima tarefa da tripulação, depois de abandonar o estágio de subida do módulo lunar, era lançar um subsatélite em órbita lunar a partir do compartimento de instrumentos científicos do CSM. A queima para alterar a órbita do CSM para aquela desejada pelo subsatélite foi cancelada; como resultado, o subsatélite durou pouco mais de um mês em órbita, muito menos do que o esperado um ano. Pouco menos de cinco horas após o lançamento do subsatélite, na 65ª órbita do CSM ao redor da Lua, o motor principal do sistema de propulsão de serviço foi religado para impulsionar a nave em uma trajetória que a retornaria à Terra. O motor SPS executou a queima sem falhas, apesar do mau funcionamento que atrasou o pouso vários dias antes.
Durante o retorno à Terra, Mattingly realizou um EVA de 83 minutos para recuperar cassetes de filme das câmeras no compartimento do SIM, com a ajuda de Duke, que permaneceu na escotilha do módulo de comando. A aproximadamente 173.000 milhas náuticas (199.000 mi; 320.000 km) da Terra, foi o segundo "espaço profundo" EVA na história, realizado a grande distância de qualquer corpo planetário. A partir de 2023, continua sendo um dos três únicos EVAs, todos realizados durante as missões J da Apollo em circunstâncias semelhantes. Durante o EVA, Mattingly montou um experimento biológico, o Dispositivo de Avaliação de Ecologia Microbiana (MEED), um experimento exclusivo da Apollo 16, para avaliar a resposta dos micróbios ao ambiente espacial. A tripulação realizou várias tarefas de limpeza e manutenção a bordo da espaçonave e fez uma refeição antes de encerrar o dia.
O penúltimo dia do voo foi em grande parte gasto realizando experimentos, além de uma coletiva de imprensa de vinte minutos durante a segunda metade do dia. Durante a coletiva de imprensa, os astronautas responderam a perguntas referentes a diversos aspectos técnicos e não técnicos da missão preparada e priorizada no Manned Spacecraft Center em Houston por jornalistas que cobriram o voo. Além de inúmeras tarefas de limpeza, os astronautas prepararam a espaçonave para sua reentrada na atmosfera no dia seguinte. No final do último dia completo da tripulação no espaço, a espaçonave estava a aproximadamente 143.000 quilômetros (77.000 nmi) da Terra e se aproximando a uma taxa de cerca de 2.100 metros por segundo (7.000 pés/s).
Quando o alerta foi emitido para a tripulação em seu último dia no espaço pela CAPCOM England, o CSM estava a cerca de 45.000 milhas náuticas (83.000 km) da Terra, viajando a pouco mais de 2.700 m/s (9.000 ft/s). Pouco mais de três horas antes do mergulho no Oceano Pacífico, a tripulação realizou uma queima final de correção de curso, usando os propulsores da espaçonave para alterar sua velocidade em 0,43 m/s (1,4 ft/s). Aproximadamente dez minutos antes da reentrada na atmosfera terrestre, o módulo de comando em forma de cone contendo os três tripulantes separou-se do módulo de serviço, que queimaria durante a reentrada. Com 265 horas e 37 minutos de missão, a uma velocidade de cerca de 11.000 m/s (36.000 pés/s), a Apollo 16 iniciou a reentrada atmosférica. No máximo, a temperatura do escudo térmico estava entre 2.200 e 2.480 °C (4.000 e 4.500 °F). Após o lançamento bem-sucedido do paraquedas e menos de 14 minutos após o início da reentrada, o módulo de comando mergulhou no Oceano Pacífico 350 quilômetros (189 nmi) a sudeste da ilha de Kiritimati 265 horas, 51 minutos, 5 segundos após a decolagem. A espaçonave e sua tripulação foram recuperadas pelo porta-aviões USS Ticonderoga. Os astronautas estavam a salvo a bordo do Ticonderoga 37 minutos após a aterrissagem.
Resultados científicos e consequências
A análise científica das rochas trazidas de volta à Terra confirmou que a Formação Cayley não era de natureza vulcânica. Havia menos certeza em relação à Formação Descartes, pois não estava claro qual das rochas veio de lá. Não havia nenhuma evidência que mostrasse que Stone Mountain era vulcânica. Uma razão pela qual Descartes foi selecionado foi que era visualmente diferente dos locais de pouso anteriores da Apollo, mas as rochas de lá provaram estar intimamente relacionadas às da Formação Fra Mauro, local de pouso da Apollo 14. Os geólogos perceberam que estavam tão certos de que Cayley era vulcânica, que não estavam abertos a opiniões divergentes e que dependiam demais de análogos da Terra, um modelo falho porque a Lua não compartilha muito da Terra.;s história geológica. Eles concluíram que existem poucas ou nenhumas montanhas vulcânicas na Lua. Essas conclusões foram informadas por observações de Mattingly, o primeiro CMP a usar binóculos em suas observações, que viu que, da perspectiva da órbita lunar, não havia nada de distinto na Formação Descartes – ela se encaixava perfeitamente na estrutura Mare Imbrium. Outros resultados obtidos com a Apollo 16 incluíram a descoberta de dois novos cinturões aurorais ao redor da Terra.
Após a missão, Young e Duke serviram como reservas para a Apollo 17, e Duke se aposentou da NASA em dezembro de 1975. Young e Mattingly voaram no ônibus espacial: Young, que serviu como astronauta chefe de 1974 a 1987, comandou o primeiro Missão do ônibus espacial, STS-1 em 1981, bem como STS-9 em 1983, na última missão tornando-se a primeira pessoa a viajar ao espaço seis vezes. Ele se aposentou da NASA em 2004. Mattingly também comandou duas vezes missões Shuttle, STS-4 (1982) e STS-51-C (1985), antes de se aposentar da NASA em 1985.
Localizações de espaçonaves e outros equipamentos
O Ticonderoga entregou o módulo de comando da Apollo 16 à Estação Aérea Naval de North Island, perto de San Diego, Califórnia, na sexta-feira, 5 de maio de 1972. Na segunda-feira, 8 de maio, equipamentos de serviço de solo sendo usado para esvaziar o combustível residual do sistema de controle de reação tóxica nos tanques do módulo de comando explodidos em um hangar da Estação Aérea Naval. Quarenta e seis pessoas foram enviadas para o hospital por 24 a 48 horas. observação, a maioria sofrendo de inalação de vapores tóxicos. O mais gravemente ferido foi um técnico que fraturou a rótula quando um carrinho capotou sobre ele. Um buraco foi aberto no telhado do hangar 250 pés acima; cerca de 40 janelas do hangar foram quebradas. O módulo de comando sofreu um corte de três polegadas em um painel.
O módulo de comando da Apollo 16 Casper está em exibição no U.S. Space & Rocket Center em Huntsville, Alabama, após uma transferência de propriedade da NASA para o Smithsonian em novembro de 1973. O estágio de subida do módulo lunar se separou do CSM em 24 de abril de 1972, mas a NASA perdeu o controle dele. Ele orbitou a Lua por cerca de um ano. Seu local de impacto permanece desconhecido. O S-IVB foi deliberadamente colidido com a Lua. No entanto, devido a uma falha de comunicação antes do impacto, a localização exata era desconhecida até janeiro de 2016, quando foi descoberta dentro do Mare Insularum pelo Lunar Reconnaissance Orbiter, aproximadamente 260 km (160 mi) a sudoeste da Cratera Copernicus.
Duke deixou dois itens na Lua, ambos os quais ele fotografou enquanto estava lá. Um deles é um retrato fotográfico de sua família envolto em plástico. O verso da foto é assinado pela família de Duke e traz esta mensagem: "Esta é a família do astronauta Duke do Planeta Terra. Aterrissou na Lua em abril de 1972." O outro item foi uma medalha comemorativa emitida pela Força Aérea dos Estados Unidos, que comemorava seu 25º aniversário em 1972. Ele levou duas medalhas, deixando uma na Lua e doando a outra ao Museu Nacional da Força Aérea dos Estados Unidos em Wright -Patterson Air Force Base em Ohio.
Em 2006, logo após o furacão Ernesto afetar Bath, Carolina do Norte, Kevin Schanze, de onze anos, descobriu um pedaço de entulho de metal no chão perto de sua casa de praia. Schanze e um amigo descobriram um "selo" na folha de metal plana de 91 centímetros (36 pol.), que após uma inspeção mais aprofundada revelou-se uma cópia desbotada da insígnia da missão Apollo 16. A NASA confirmou mais tarde que o objeto era um pedaço do primeiro estágio do Saturn V que lançou a Apollo 16 no espaço. Em julho de 2011, depois de devolver o pedaço de entulho a pedido da NASA, Schanze, de 16 anos, teve acesso total ao Centro Espacial Kennedy e assentos VIP para o lançamento do STS-135, a missão final. do programa Ônibus Espacial.