Введение
Пятая пилотируемая посадка на Луну
«Аполлон-16» (16 апреля 1972 года) был десятой пилотируемой миссией в рамках американской космической программы «Аполлон», осуществляемой NASA, и пятой и предпоследней посадкой на Луну. Это была вторая из «J-миссий» программы «Аполлон», отличавшаяся длительным пребыванием на лунной поверхности, акцентом на научные исследования и использованием лунного ровера (LRV). Посадка и исследования проводились в Декартских нагорьях — участке, выбранном из-за предположений некоторых ученых о его вулканическом происхождении, однако это не подтвердилось. Экипаж миссии состоял из командира Джона Янга, пилота лунного модуля Чарльза Дюка и пилота командного модуля Кена Мэтингли. Запущенный из Космического центра Кеннеди во Флориде 16 апреля 1972 года, «Аполлон-16» столкнулся с рядом незначительных неполадок по пути к Луне. Кульминацией этих проблем стала неисправность главного двигателя космического корабля, что привело к шестичасовой задержке посадки на Луну. Руководство NASA рассматривало возможность прерывания миссии и возвращения астронавтов на Землю, но в итоге решило, что проблему можно преодолеть. Несмотря на разрешение посадки, NASA распорядилось вернуть астронавтов с миссии на день раньше запланированного срока. После посадки лунного модуля на поверхность Луны 21 апреля, Янг и Дьюк провели 71 час — почти три дня — на лунной поверхности, в течение которых совершили три выхода в открытый космос (лунные прогулки) общей продолжительностью 20 часов 14 минут. Они управляли лунным ровером, вторым, использованным на Луне, и на поверхности собрали образцы лунного грунта для доставки на Землю, включая «Большой Мули» — самый крупный лунный камень, собранный в ходе миссий «Аполлон». В это время Мэтингли находился на орбите Луны в командном и служебном модулях (CSM), выполняя фотосъемку и работая с научными приборами. Мэтингли провел 126 часов и совершил 64 оборота вокруг Луны в командном модуле. После воссоединения с Янгом и Дюком на лунной орбите, экипаж выпустил субспутник из служебного модуля (SM). Во время возвращения на Землю Мэтингли совершил часовой выход в открытый космос для извлечения нескольких пленочных кассет с внешней стороны служебного модуля. «Аполлон-16» благополучно вернулся на Землю 27 апреля 1972 года.
Экипаж и ключевой персонал управления миссией
Джон Янг, командир миссии, был 41 года и капитаном ВМС во время «Аполлона-16». Став астронавтом в 1962 году в составе второй группы, отобранной НАСА, он совершил полет в Gemini 3 с Гасом Гриссомом в 1965 году, став первым американцем, не из Mercury Seven, побывавшим в космосе. Затем он летал на Gemini 10 (1966) с Майклом Коллинзом и в качестве пилота командного модуля «Аполлона-10» (1969). С «Аполлоном-16» он стал вторым американцем, после Джима Ловелла, совершившим четыре космических полета. Томас Кеннет "Кен" Мэтингли, пилот командного модуля, был 36 лет и командор-лейтенант ВМС во время «Аполлона-16». Мэтингли был выбран в пятую группу астронавтов НАСА в 1966 году. Он был членом группы поддержки «Аполлона-8» и «Аполлона-9». Затем Мэтингли проходил параллельную подготовку с резервным пилотом командного модуля «Аполлона-11» Уильямом Андерсом, который объявил о своей отставке из НАСА в конце июля 1969 года и, следовательно, не смог бы участвовать, если бы первая миссия по высадке на Луну была отложена. Если бы Андерс покинул НАСА до полета «Аполлона-11», Мэтингли занял бы его место в резервной команде. Мэтингли изначально был назначен в основной экипаж «Аполлона-13», но подвергся воздействию краснухи через Чарльза Дюка, в то время находившегося в резервной команде «Аполлона-13» вместе с Янгом; Дюк заразился от одного из своих детей. Мэтингли сам не заболел, но за три дня до старта был отстранен от полета и заменен его дублером Джеком Свигертом. Дюк, также астронавт пятой группы и новичок в космосе, служил в группе поддержки «Аполлона-10» и был оператором связи (CAPCOM) для «Аполлона-11». Однако после объявления об отмене миссий «Аполлон-18» и «Аполлон-19» в сентябре 1970 года, логичнее было использовать в качестве резервных астронавтов тех, кто уже побывал на лунных миссиях, а не тратить время на подготовку других, которым, вероятно, не предоставится возможность полететь. Впоследствии Руса и Митчелл были назначены в резервный экипаж, а Пог и Карр были переведены в программу Skylab, где они летали на Skylab 4. Для проектов Mercury и Gemini назначались основной и резервный экипажи, но для «Аполлона» была также сформирована третья группа астронавтов, известная как группа поддержки. Слейтон создал группы поддержки в начале программы «Аполлон» по совету командира экипажа «Аполлона-9» Джеймса Макдивитта, который возглавил «Аполлон-9». Макдивитт полагал, что с учетом подготовки, проводимой в различных центрах по всей территории США, встречи, требующие присутствия членов экипажа, могут быть пропущены. Члены группы поддержки должны были оказывать помощь по указанию командира миссии. Обычно это были астронавты с небольшим опытом, которые составляли правила миссии, план полета и контрольные списки, а также поддерживали их в актуальном состоянии. Для «Аполлона-16» в группу поддержки входили: Энтони У. Англия, Карл Г. Хенизе, Генри У. Хартсфилд-младший, Роберт Ф. Овермайер и Дональд Х. Петерсон. Директорами полетов были Пит Франк и Филипп Шаффер (первая смена), Джин Кранц и Дональд Р. Падди (вторая смена), Джерри Гриффин, Нил Б. Хатчинсон и Чарльз Р. Льюис (третья смена). Должностная инструкция директоров полетов во время «Аполлона» состояла из одного предложения: «Директор полета может предпринимать любые действия, необходимые для обеспечения безопасности экипажа и успеха миссии». Операторами связи (CAPCOM) были Хейз, Руса, Митчелл, Джеймс Б. Ирвин, Англия, Петерсон, Хартсфилд и С. Гордон Фуллертон.
Знаки и позывные к действию
На эмблеме "Аполлона-16" доминирует изображение американского орла и красно-бело-синего щита, символизирующего народ Соединенных Штатов, на сером фоне, изображающем лунную поверхность. Над щитом наложен золотой вектор NASA, вращающийся вокруг Луны. На его золотой окантовке синего цвета расположены 16 звезд, обозначающих номер миссии, и имена членов экипажа: Янг, Мэтингли, Дюк. Эмблема была разработана на основе идей, первоначально предложенных экипажем миссии, Барбарой Мательски из графического отдела Центра пилотируемых космических кораблей в Хьюстоне. Янг и Дьюк выбрали позывной "Орион" для лунного модуля, а Мэтингли – "Каспер" для командного и служебного модуля. По словам Дьюка, он и Янг выбрали "Орион" для лунного модуля, поскольку хотели название, связанное со звездами. Орион – одно из самых ярких созвездий, видимых с Земли, и доступное для наблюдения астронавтами на протяжении всего полета. Дюк также отметил: "Это заметное созвездие, его легко произносить и передавать в центр управления полетами". Поскольку "Аполлон-16" был предпоследней миссией программы "Аполлон", и не требовалось тестировать новое оборудование или процедуры на лунной поверхности, последние две миссии (вторая – "Аполлон-17") предоставили астронавтам возможность устранить некоторые неясности в понимании характеристик Луны. Ученые стремились получить информацию о ранней истории Луны, которую можно было бы почерпнуть из ее древних поверхностных образований – лунных нагорий. Предыдущие экспедиции "Аполлон", включая "Аполлон-14" и "Аполлон-15", собрали образцы домаревого лунного материала, вероятно, выброшенного с нагорий в результате ударов метеоритов. Эти образцы датируются периодом до начала извержения лавы из недр Луны и затопления низменностей и бассейнов. Тем не менее, ни одна миссия "Аполлон" не посещала непосредственно лунные нагорья. "Аполлон-14" посетил и собрал образцы материала, выброшенного при ударе, сформировавшем бассейн Маре Имбриум. Аналогично, "Аполлон-15" также собрал материал в районе Имбриума, посетив край бассейна. Поскольку посадочные площадки "Аполлона-14" и "Аполлона-15" были тесно связаны с бассейном Имбриума, сохранялась вероятность того, что в районах лунных нагорий, удаленных от Маре-Имбриума, преобладали иные геологические процессы. В районе Альфонса были определены три научных задачи, представляющие первостепенный интерес: возможность наличия древнего, доимбриумского материала в стенках кратера, состав внутренней части кратера и вероятность прошлой вулканической активности на дне кратера в нескольких небольших кратерах с "темным гало". Однако геологи опасались, что образцы, полученные из кратера, могли быть загрязнены материалом, выброшенным при ударе, сформировавшем Имбриум, что помешало бы "Аполлону-16" получить образцы доимбриумского материала. Также оставалась вероятность того, что эта задача уже была решена миссиями "Аполлон-14" и "Аполлон-15", поскольку образцы "Аполлона-14" еще не были полностью проанализированы, а образцы "Аполлона-15" еще не были получены. Резервный пилот лунного модуля, Митчелл, был недоступен в начале подготовки, поскольку был занят задачами, связанными с "Аполлоном-14", но к сентябрю 1971 года присоединился к полевым геологическим экспедициям. До этого Тони Ингланд (член группы поддержки и специалист связи EVA на Луне) или один из инструкторов-геологов тренировались с Хейзом во время полевых геологических экспедиций. Поскольку Декарт считался вулканическим, значительная часть подготовки была направлена на изучение вулканических пород и образований, но были организованы поездки и на участки с другими типами горных пород. Как позже заметил Янг, невулканическая подготовка оказалась более полезной, учитывая, что Декарт не оказался вулканическим. В июле 1971 года они посетили Садбери, Онтарио, Канада, для геологической подготовки, впервые американские астронавты проходили обучение в Канаде. К концу подготовки полевые поездки превратились в масштабные учения с участием до восьми астронавтов и десятков вспомогательного персонала, привлекшие внимание СМИ. Для учений на испытательном полигоне в Неваде, где массивные кратеры, образовавшиеся в результате ядерных взрывов, имитировали крупные кратеры на Луне, всем участникам требовалось разрешение на доступ к секретной информации и указание ближайших родственников, а для облета полигона CMP Мэтингли требовалось специальное разрешение. Помимо полевой геологической подготовки, Янг и Дюк также тренировались в использовании скафандров для выхода в открытый космос, адаптировались к пониженной лунной гравитации, собирали образцы и управляли лунным ровером. Астронавты много времени посвятили изучению лунных образцов, доставленных предыдущими миссиями, изучению приборов, которые должны были быть доставлены на миссии, и прослушиванию ожиданий руководителей этих приборов от "Аполлона-16". Эта подготовка помогла Янгу и Дьюку быстро понять на Луне, что ожидаемых вулканических пород там нет, хотя геологи в центре управления полетами сначала в это не поверили. Большая часть подготовки – по словам Янга, 350 часов – проводилась с экипажем в скафандрах, что Янг считал жизненно важным, позволяя астронавтам знать об ограничениях оборудования при выполнении поставленных задач. Мэтингли также проходил обучение по распознаванию геологических образований с орбиты, облетая учебные районы на самолете, и тренировался в управлении научным приборным модулем с лунной орбиты.
Ракета-носитель
Ракета-носитель, доставившая "Аполлон-16" на Луну, была "Сатурн V", обозначенная как AS 511. Это был одиннадцатый запущенный "Сатурн V" и девятый, использованный в пилотируемых миссиях. "Сатурн V" для "Аполлона-16" был почти идентичен "Сатурну V" для "Аполлона-15". Одним из изменений стало восстановление четырех тормозных двигателей на первой ступени S IC, что привело к общему количеству в восемь, как на "Аполлоне-14" и ранее. Тормозные двигатели использовались для минимизации риска столкновения сброшенной первой ступени с "Сатурном V". Четыре тормозных двигателя были исключены из "Сатурна V" для "Аполлона-15" для экономии веса, но анализ полета "Аполлона-15" показал, что S IC подошла ближе, чем ожидалось, после отделения, и возник опасение, что при наличии только четырех двигателей и отказе одного из них может произойти столкновение. ALSEP "Аполлона-16" состоял из Пассивного сейсмического эксперимента (PSE, сейсмометр), Активного сейсмического эксперимента (ASE), Эксперимента по измерению лунного теплового потока (HFE) и Лунного поверхностного магнитометра (LSM). Питание ALSEP осуществлялось от радиоизотопного термоэлектрического генератора SNAP 27, разработанного Комиссией по атомной энергии. PSE дополнил сеть сейсмометров, оставленных "Аполлонами-12", "Аполлоном-14" и "Аполлоном-15". NASA планировала откалибровать PSE "Аполлона-16", разбивая подъемную ступень LM рядом с ним после завершения работы астронавтов, используя объект известной массы и скорости, сталкивающийся в известном месте. Однако после отделения NASA потеряла контроль над подъемной ступенью, и этого не произошло. ASE, предназначенный для получения данных о геологической структуре Луны, состоял из двух групп взрывчатых веществ: одна – линия "ударников", которая должна была быть развернута с прикрепленными к ней тремя геофонами. Ударники должны были быть взорваны во время развертывания ALSEP. Вторая группа состояла из четырех минометов разного размера, которые должны были быть запущены дистанционно после возвращения астронавтов на Землю. "Аполлон-14" также нес ASE, но его минометы так и не были запущены из-за опасений повлиять на другие эксперименты. HFE включал в себя бурение двух скважин глубиной 3 метра в лунной поверхности и установку термометров для измерения теплового потока из недр Луны. Это была третья попытка установить HFE: первая была предпринята на "Аполлоне-13", который так и не достиг лунной поверхности, а на "Аполлоне-15" проблемы со сверлом привели к тому, что зонды не достигли запланированной глубины. Попытка "Аполлона-16" провалилась после того, как Дюк успешно установил первый зонд; Янг, не видя ног в громоздком скафандре, вытащил и перерезал кабель, когда он обернулся вокруг его ноги. Руководство NASA отклонило попытку ремонта из-за затрат времени. HFE был запущен и успешно развернут на "Аполлоне-17". LSM был разработан для измерения силы магнитного поля Луны, которая составляет лишь небольшую часть земного. Дополнительные данные должны были быть получены с помощью портативного лунного магнитометра (LPM), который перевозился на лунном ровере и активировался на нескольких геологических точках. Ученые также надеялись изучить образец "Аполлона-12", который был ненадолго возвращен на Луну на "Аполлоне-16", из которого был удален "слабый" магнетизм, чтобы проверить, был ли он восстановлен во время путешествия. Измерения после миссии показали, что "слабый" магнетизм вернулся в образец, хотя и с меньшей интенсивностью. Был запущен Дальне-ультрафиолетовый камер/спектрограф (UVC), первые астрономические наблюдения, сделанные с Луны, для получения данных об источниках водорода в космосе без маскирующего эффекта земной короны. Прибор был помещен в тень LM и направлен на туманности, другие астрономические объекты, саму Землю и любые подозрительные вулканические отверстия на лунной поверхности. Пленка была возвращена на Землю. Когда доктора Джорджа Карратерса из Научно-исследовательской лаборатории ВМС попросили обобщить результаты для широкой аудитории, он ответил: "Наиболее очевидные и впечатляющие результаты были связаны с наблюдениями Земли, поскольку это был первый случай, когда Земля была сфотографирована с расстояния в ультрафиолетовом (УФ) свете, что позволило увидеть полную протяженность водородной атмосферы, полярные сияния и то, что мы называем тропическим воздушным свечением". Четыре панели, установленные на спускаемой ступени LM, составляли детектор космических лучей, предназначенный для регистрации космических лучей и частиц солнечного ветра. Три панели оставались открытыми во время полета к Луне, а четвертая была открыта экипажем в начале выхода в открытый космос. Панели должны были быть упакованы для возвращения на Землю. Независимый Эксперимент по определению состава солнечного ветра был запущен на "Аполлоне-16", как и на каждой из лунных посадок, для развертывания на лунной поверхности и возвращения на Землю. К алюминию предыдущих экспериментов была добавлена платиновая фольга для минимизации загрязнения.
Субспутник PFS-2
Субспутник "Частицы и поля" (ПФС 2) "Аполлона-16" был небольшим спутником, выпущенным на лунную орбиту из сервисного модуля. Его основной задачей было измерение заряженных частиц и магнитных полей по всему периметру Луны во время ее обращения вокруг Земли, аналогично его аппарату-близнецу PFS 1, выпущенному восемь месяцев ранее "Аполлоном-15". Предполагалось, что у обоих зондов будут схожие орбиты, начинающиеся с высоты над поверхностью Луны. Как и субспутник "Аполлона-15", ожидалось, что PFS 2 проработает не менее года, прежде чем его орбита начнет снижаться и он упадет на лунную поверхность. Решение об ускоренном возвращении "Аполлона-16" домой из-за проблем с основным двигателем привело к тому, что космический корабль не вышел на запланированную для PFS 2 орбиту. Вместо этого он был выведен на более низкую орбиту и столкнулся с Луной месяц спустя, 29 мая 1972 года, совершив 424 оборота вокруг Луны. Такой короткий срок службы был обусловлен близостью лунных масконов к его орбитальному пути, которые способствовали притяжению PFS 2 к Луне.
События миссии
Элементы космического корабля и ракеты-носителя начали прибывать в Космический центр Кеннеди в июле 1970 года, и все они прибыли к сентябрю 1971 года. Первоначально запуск "Аполлона-16" был запланирован на 17 марта 1972 года. Во время испытаний лопнул один из баллонов системы управления реакцией командного модуля. Эта проблема, в сочетании с опасениями, что один из взрывчатых тросов, предназначенный для отделения лунного модуля от командного модуля после возвращения астронавтов с лунной поверхности, может не сработать должным образом, а также с проблемой со скафандром Дюка, сделали желательным перенести запуск на следующее стартовое окно. Таким образом, запуск "Аполлона-16" был перенесен на 16 апреля. Ракетоноситель, который был вывезен из здания сборки 13 декабря 1971 года, был возвращен туда 27 января 1972 года. 9 февраля он был снова доставлен на стартовый комплекс 39А. Официальный обратный отсчет миссии начался в понедельник, 10 апреля 1972 года, в 8:30 утра, за шесть дней до запуска. В этот момент были активированы все три ступени ракеты "Сатурн-V", и в космический корабль была закачана питьевая вода. Пока шёл обратный отсчет, экипаж "Аполлона-16" участвовал в заключительных тренировочных упражнениях в преддверии запуска 16 апреля. Астронавты прошли свой последний предполётный медицинский осмотр 11 апреля. Единственными остановками в обратном отсчете были те, что были запланированы по расписанию, и погода была благоприятной по мере приближения времени запуска.
Запуск и вылет
Миссия "Аполлон-16" была запущена из Космического центра Кеннеди во Флориде в 12:54 по восточному времени 16 апреля 1972 года. Через шесть минут после работы двигателя S IVB командный и сервисный модули (CSM), с экипажем на борту, отделились от ракеты и отошли от неё, прежде чем развернуться и извлечь лунный модуль из отсека ракеты-носителя. Маневр, выполненный Мэтингли и известный как разворот, стыковка и извлечение, прошел успешно. После разворота и стыковки экипаж заметил, что с внешней поверхности лунного модуля отслаиваются частицы в месте, где обшивку LM казалось разорванной или изорванной; в какой-то момент Дьюк оценил, что они видят от пяти до десяти частиц в секунду. Янг и Дьюк вошли в лунный модуль через стыковочный туннель, соединяющий его с командным модулем, чтобы проверить его системы, и не обнаружили серьезных неисправностей. После выхода на курс к Луне экипаж перевел корабль в режим "барбекю", при котором он вращался вокруг своей продольной оси три раза в час для обеспечения равномерного прогрева от Солнца. После дополнительной подготовки корабля к полету экипаж приступил к первому периоду сна, менее чем через 15 часов после старта. К моменту, когда Центр управления полетами разбудил экипаж для второго дня полета, корабль находился на расстоянии от Земли, двигаясь со скоростью около . Поскольку прибытие на лунную орбиту планировалось только на четвертый день полета, второй и третий дни были в основном посвящены подготовке, включающей техническое обслуживание корабля и научные исследования. В течение второго дня экипаж провел эксперимент по электрофорезу, аналогичный эксперименту, выполненному на "Аполлоне-14". Остаток второго дня включал двухсекундную корректирующую импульсную работу двигателя служебной системы (SPS) CSM для незначительной корректировки траектории корабля. Позже в этот день астронавты вошли в лунный модуль во второй раз для дополнительной проверки систем посадочного модуля. Экипаж сообщил о наблюдении дополнительного отслаивания краски с части внешней алюминиевой обшивки LM. Несмотря на это, экипаж обнаружил, что системы корабля функционируют в штатном режиме. После проверки LM экипаж изучил контрольные списки и процедуры на следующие дни в преддверии прибытия и импульса вывода на лунную орбиту (LOI). Пилот командного модуля Мэтингли сообщил о "блокировке по тангажу", что означало, что система отслеживания ориентации корабля перестала быть точной. Мэтингли пришлось перенастроить систему наведения, используя Солнце и Луну. К концу второго дня "Аполлон-16" находился на расстоянии от Земли. Когда астронавты проснулись для третьего дня полета, корабль находился на расстоянии от Земли. Скорость корабля постепенно снижалась, поскольку он еще не вошел в сферу гравитационного влияния Луны. Начало третьего дня было посвящено в основном бытовым делам, техническому обслуживанию корабля и обмену информацией о состоянии с Центром управления полетами в Хьюстоне. Экипаж провел эксперимент "световые вспышки Аполлона", или ALFMED, для изучения "световых вспышек", которые наблюдали астронавты "Аполлона" во время темноты, независимо от того, были ли их глаза открыты или закрыты. Считалось, что это вызвано проникновением частиц космических лучей в глаз. Во второй половине дня Янг и Дьюк снова вошли в лунный модуль, чтобы включить его, проверить системы и выполнить бытовые задачи в преддверии посадки на Луну. Системы функционировали должным образом. После этого экипаж надел скафандры и отработал процедуры, которые будут использоваться в день посадки. Незадолго до окончания третьего дня полета, через 59 часов, 19 минут и 45 секунд после старта, находясь на расстоянии от Земли и от Луны, скорость корабля начала увеличиваться по мере ускорения к Луне после входа в сферу гравитационного влияния Луны. После пробуждения на четвертый день полета экипаж начал подготовку к маневру LOI, который выведет их на орбиту. После выхода на лунную орбиту экипаж начал подготовку к маневру вывода на орбиту спуска (DOI) для дальнейшей корректировки орбитальной траектории корабля. Маневр прошел успешно, снизив перигей до . Остаток четвертого дня был посвящен наблюдениям и подготовке к активации лунного модуля, расстыковке и посадке на следующий день.
The remainder of day two included a two second mid course correction burn performed by the CSM's service propulsion system (SPS) engine to tweak the spacecraft's trajectory. Later in the day, the astronauts entered the lunar module for the second time to further inspect the landing craft's systems. The crew reported they had observed additional paint peeling from a portion of the LM's outer aluminum skin. Despite this, the crew discovered that the spacecraft's systems were performing nominally. Following the LM inspection, the crew reviewed checklists and procedures for the following days in anticipation of their arrival and the Lunar Orbit Insertion (LOI) burn. Command Module Pilot Mattingly reported "gimbal lock", meaning that the system to keep track of the craft's attitude was no longer accurate. Mattingly had to realign the guidance system using the Sun and Moon. At the end of day two, Apollo 16 was about away from Earth. When the astronauts were awakened for flight day three, the spacecraft was about away from the Earth. The velocity of the craft steadily decreased, as it had not yet reached the lunar sphere of gravitational influence. The early part of day three was largely housekeeping, spacecraft maintenance and exchanging status reports with Mission Control in Houston. The crew performed the Apollo light flash experiment, or ALFMED, to investigate "light flashes" that were seen by Apollo lunar astronauts when the spacecraft was dark, regardless of whether their eyes were open. This was thought to be caused by the penetration of the eye by cosmic ray particles. During the second half of the day, Young and Duke again entered the lunar module to power it up and check its systems, and perform housekeeping tasks in preparation for the lunar landing. The systems were found to be functioning as expected. Following this, the crew donned their space suits and rehearsed procedures that would be used on landing day. Just before the end of flight day three at 59 hours, 19 minutes, 45 seconds after liftoff, while from the Earth and from the Moon, the spacecraft's velocity began increasing as it accelerated towards the Moon after entering the lunar sphere of influence. After waking up on flight day four, the crew began preparations for the LOI maneuver that would brake them into orbit. After entering lunar orbit, the crew began preparations for the Descent Orbit Insertion (DOI) maneuver to further modify the spacecraft's orbital trajectory. The maneuver was successful, decreasing the craft's pericynthion to The remainder of flight day four was spent making observations and preparing for activation of the lunar module, undocking, and landing the following day.
Лунная поверхность
Экипаж продолжил подготовку к активации лунного модуля и разъединению вскоре после пробуждения, чтобы начать пятый день полета. Бум, который выдвигал масс-спектрометр в отсеке SIM, заклинило, он был полуразвернут. Было решено, что Янг и Дьюк визуально осмотрят бум после отстыковки LM от CSM. Они вошли в LM для активации и проверки систем корабля. Несмотря на то, что они вошли в LM на 40 минут раньше запланированного времени, подготовку они завершили всего на 10 минут раньше из-за многочисленных задержек в процессе. На протяжении всего времени, пока оба корабля проходили над ближней стороной Луны, Мэтингли готовился перевести "Каспер" на более высокую, почти круговую орбиту, а Янг и Дьюк готовили "Орион" к спуску на лунную поверхность. В этот момент, во время тестов управляемого ракетного двигателя CSM в преддверии включения для коррекции орбиты, Мэтингли обнаружил колебания в резервной системе управления двигателем SPS. Согласно правилам миссии, в такой ситуации "Орион" должен был повторно состыковаться с "Каспером" на случай, если Центр управления полетами решит прервать посадку и использовать двигатели лунного модуля для возвращения на Землю. Однако, корабли остались на месте, поддерживая близкое расстояние друг от друга. После нескольких часов анализа специалисты Центра управления полетами определили, что неисправность можно обойти, и Янг и Дьюк могут продолжить посадку. Наличие лунного ровера делало их отклонение от целевой точки незначительным. Задержка посадки, вызванная неисправностью в главном двигателе CSM, потребовала внесения существенных изменений в расписание миссии. "Аполлон-16" проведет на лунной орбите на один день меньше после завершения исследований поверхности, чтобы обеспечить экипажу достаточный запас времени на случай возникновения дальнейших проблем. Чтобы улучшить режим сна Янга и Дюка, третья и заключительная высадка на Луну была сокращена с семи до пяти часов. После того, как они надели и герметизировали скафандры и сбросили давление в кабине лунного модуля, Янг вышел на "портик" LM – небольшую платформу над лестницей. Дьюк передал Янгу мешок для мусора, чтобы выбросить его на поверхность. Затем Янг опустил на поверхность сумку для передачи оборудования (ETB), содержащую инструменты для использования во время выхода в открытый космос. Янг спустился по лестнице и, ступив на лунную поверхность, стал девятым человеком, ступившим на Луну. Это было сделано без проблем. Во время первого вождения лунного ровера Янг обнаружил, что заднее рулевое управление не работает. Он сообщил об этом в Центр управления полетами перед установкой телевизионной камеры, после чего Дьюк установил флаг Соединенных Штатов. Во время работы на лунной поверхности командир Янг всегда управлял ровером, а пилот лунного модуля Дьюк помогал с навигацией; такое разделение обязанностей последовательно применялось во время миссий J программы "Аполлон". Следующей задачей дня было развертывание комплекса ALSEP; пока они парковали лунный ровер, на котором была установлена телевизионная камера, для наблюдения за развертыванием, заднее рулевое управление начало функционировать. После развертывания ALSEP они собрали образцы в окрестностях. Примерно через четыре часа после начала EVA 1 они сели на лунный ровер и поехали к первой геологической точке, кратеру Плам, кратеру на ободе кратера Флаг, примерно в километре от него. Там, на расстоянии около 100 метров от LM, они взяли образцы материала в окрестностях, который, по мнению ученых, проник через верхний слой реголита в нижележащее образование Кейли. Именно там Дьюк, по просьбе Центра управления полетами, извлек самый большой камень, доставленный на Землю миссией "Аполлон" – брекчию, прозванную "Большой Мули" в честь главного геолога миссии Уильяма Р. Мюльбергера. Следующей остановкой дня стал кратер Бастер, небольшой кратер, расположенный к северу от более крупного кратера Споук, примерно в километре от LM. Там Дьюк сделал снимки горы Стоун и кратера Южный Луч, а Янг развернул LPM. К этому моменту ученые начали пересматривать свою гипотезу о том, что Декарт был местом древней вулканической активности, поскольку двум астронавтам еще не удалось обнаружить вулканические материалы. После остановки в Бастере Янг продемонстрировал "Гран-при" на лунном ровере, который Дьюк снял на 16-миллиметровую кинокамеру. Подобное было предпринято на "Аполлоне-15", но камера вышла из строя. После выполнения дополнительных задач на ALSEP они вернулись к LM, чтобы завершить выход в открытый космос. Они вернулись в LM через 7 часов, 6 минут и 56 секунд после начала EVA. Оказавшись внутри, они герметизировали кабину LM, провели получасовую беседу с учеными в Центре управления полетами и подготовили кабину к периоду сна.
Второй поход на Луну
Первоначальной целью второй лунной экскурсии было посещение Стоун-Маунтин, подъем по склону примерно на 20 градусов для достижения группы из пяти кратеров, известных как "Пять кратеров". Они направились туда на лунном ровере, отделившись от лунного модуля. На высоте над дном долины астронавты достигли наибольшей высоты над лунным модулем за всю программу "Аполлон". Они восхищались видом, включая Южный луч, со склона Стоун-Маунтин, который Дюк описал как "великолепный", а затем собрали образцы в окрестностях, считавшихся свободными от выбросов материала от Южного луча. На сбор образцов они потратили около 40 минут. Через 25 минут после отъезда с "Пустой площадки" они прибыли на последнюю остановку дня, расположенную между площадкой ALSEP и лунным модулем. Там они извлекли двойной керн и провели серию испытаний пенетрометром вдоль линии, протянувшейся на восток от ALSEP. По просьбе Янга и Дюка продолжительность выхода на поверхность была увеличена на десять минут. Вернувшись на лунный модуль для завершения второй лунной экскурсии, они вновь вошли в кабину спускаемого аппарата, герметизировали и наполнили ее воздухом после 7 часов, 23 минут и 26 секунд работы в открытом космосе, побив рекорд, установленный на "Аполлоне-15". После приема пищи и отчета о проделанной работе с Центром управления полетами они переконфигурировали кабину лунного модуля и подготовились к периоду отдыха.
Третья лунная прогулка
Джон Янг регулирует антенну LRV возле Скалы Тени. Седьмой день полета был их третьим и последним днем на лунной поверхности, после чего они должны были вернуться на орбиту и воссоединиться с Маттингли в командном модуле (CSM) после завершения выхода в открытый космос. Во время третьей и заключительной лунной высадки им предстояло исследовать кратер Северный Луч – самый большой из всех кратеров, посещенных экспедициями "Аполлон". После выхода из посадочного модуля "Орион" астронавты отправились к кратеру Северный Луч на лунном ровере. Дорога оказалась более ровной, чем накануне, так как кратеры были неглубокими, а количество валунов к северу от места посадки было меньше. После проезда мимо кратера Пальметто валуны постепенно становились крупнее и их количество увеличивалось по мере приближения к Северному Лучу. Прибыв к краю кратера Северный Луч, они оказались на значительном удалении от лунного модуля (LM). По прибытии астронавты сфотографировали этот широкий и глубокий кратер. Они осмотрели огромный валун, возвышавшийся выше четырехэтажного здания, который получил название "House Rock" (Дом-скала). Образцы, взятые с этого валуна, окончательно опровергли ранее выдвинутую гипотезу о вулканическом происхождении, доказав ее ошибочность. На поверхности Дом-скалы было множество следов, напоминающих пулевые отверстия, оставленные микрометеоритами. После герметизации кабины лунного модуля экипаж начал подготовку к возвращению на лунную орбиту.
Flight day seven was their third and final day on the lunar surface, returning to orbit to rejoin Mattingly in the CSM following the day's moonwalk. During the third and final lunar excursion, they were to explore North Ray crater, the largest of any of the craters any Apollo expedition had visited. After exiting Orion, the pair drove to North Ray crater. The drive was smoother than that of the previous day, as the craters were shallower and boulders were less abundant north of the immediate landing site. After passing Palmetto crater, boulders gradually became larger and more abundant as they approached North Ray in the lunar rover. Upon arriving at the rim of North Ray crater, they were away from the LM. After their arrival, the duo took photographs of the wide and deep crater. They visited a large boulder, taller than a four story building, which became known as 'House Rock'. Samples obtained from this boulder delivered the final blow to the pre mission volcanic hypothesis, proving it incorrect. House Rock had numerous bullet hole like marks where micrometeoroids from space had impacted the rock. After pressurizing the LM cabin, the crew began preparing to return to lunar orbit.