«Аполло́н-16» () — десятый пилотируемый полёт в рамках программы «Аполлон», состоявшийся 16—27 апреля 1972 года. Пятая высадка людей на Луну (21 апреля). Первая посадка в материковом районе Луны, на плоскогорье неподалёку от кратера Декарт. Это была вторая, после «Аполлона-15», Джей-миссия () с упором на научные исследования. В распоряжении астронавтов (как и у экипажа предыдущей экспедиции) был лунный автомобиль, «Лунный Ровер № 2».
Посадка на Луну едва не была отменена из-за возникших неполадок в резервной системе управления вектором тяги основного двигателя командно-служебного модуля. После тщательного анализа специалистами на Земле сложившейся ситуации и возможных последствий разрешение на посадку было дано с 6-часовой задержкой.
Командир экипажа Джон Янг и пилот лунного модуля Чарльз Дьюк провели на Луне почти трое суток — 71 час. Они совершили три поездки на «Лунном Ровере», общей протяжённостью 26,9 километра. Три выхода на поверхность Луны продолжались в общей сложности 20 часов 14 минут. Было собрано и доставлено на Землю 95,7 килограмма образцов лунной породы. В ходе этой экспедиции был установлен рекорд скорости передвижения по Луне на лунном автомобиле — 18 км/ч.
Экипажи Состав экипажей был официально объявлен 3 марта 1971 года, сразу после окончания трёхнедельного карантина для возвратившихся на Землю 9 февраля астронавтов «Аполлона-14» и более чем за год до намеченного старта «Аполлона-16».
Основной экипаж Джон Янг — командир (4-й космический полёт) Томас Маттингли — пилот командного модуля (1-й космический полёт) Чарльз Дьюк — пилот лунного модуля (1-й космический полёт) Джон Янг уже летал к Луне в мае 1969 года в качестве пилота командного модуля «Аполлона-10». Для Томаса (Кена) Маттингли это был первый полёт в космос. Он готовился к полёту «Аполлона-13» в качестве пилота командного модуля основного экипажа, но за три дня до старта был заменён дублёром из-за опасений, что заболеет краснухой, которую ему мог передать Чарльз Дьюк, бывший дублёром пилота лунного модуля. По иронии судьбы в первый полёт они отправились вместе.
Дублирующий экипаж Фред Хейз Стюарт Руса Эдгар Митчелл Первоначально в дублирующем экипаже рассматривались Фред Хейз, Уильям Поуг и Джеральд Карр. Однако после отмены трёх запланированных полётов «Аполлона-18, −19 и −20» было решено назначить дублёрами экипаж «Аполлона-14», а Поуга и Карра перевести в программу орбитальной станции «Скайлэб». Оба слетали на станцию в составе 3-й экспедиции.
Экипаж поддержки Карл Хенайз Энтони Ингленд Роберт Овермайер Генри Хартсфилд Дональд Питерсон
Позывные кораблей Командный модуль — — назван в честь героя популярного мультфильма. Этот вариант предложил Кен Маттингли, потому что на телекартинке астронавты на Луне были очень похожи на привидений. Лунный модуль — «Орион», по названию созвездия. В древнегреческой мифологии — легендарный охотник. Лунный модуль «Аполлон-16» впервые доставил на Луну ультрафиолетовую фотокамеру, которая, как охотник, сделала первые астрономические фотографии с поверхности Луны.
Район посадки В ходе полёта «Аполлона-16» лунный модуль «Орион» впервые осуществил посадку не в лунном море, а в высокогорном районе, на плато Кэйли (), примерно в 550 км к юго-востоку от центра лунного диска, севернее древнего кратера Декарт, названного в честь французского математика, философа, физика и физиолога XVII века Рене Декарта. Этот район лежит на 7800—8050 м выше поверхности сферы с радиусом, равным экваториальному радиусу Луны (1738 км), и на 2250 м выше уровня района посадки «Аполлона-11» в Море Спокойствия. Координаты места посадки: 8,97301° ю. ш. 15,49812° в. д.
Первоначально в качестве потенциальных районов посадки «Аполлона-16» рассматривались два: кратер Альфонс и район кратера Декарт к западу от Моря Нектара. Оба района интересовали учёных с точки зрения обнаружения лунных пород вулканического происхождения. Однако некоторые геологи предполагали, что кратер Альфонс загрязнён выбросами от метеоритного удара, образовавшего Море Дождей. В районе кратера Декарт интересными представлялись два геологических образования: формация Декарт и формация Кэйли. Фотоснимки, полученные с помощью земных телескопов и снятые на окололунной орбите, давали учёным основание полагать, что обе эти формации имеют вулканическое происхождение, хотя и образованы более вязкой магмой, чем лава, заполняющая лунные моря. Однако по результатам экспедиции «Аполлона-16» эти представления были признаны ошибочными. Считалось также, что возраст формации Кэйли был сопоставим с возрастом метеоритного удара, образовавшего Море Дождей. Обе геологические формации в районе Декарта покрывали 11 % площади видимой стороны Луны, что делало их изучение важным с точки зрения понимания формирования Луны. Наконец, район кратера Декарт был значительно удалён от мест посадок всех предыдущих «Аполлонов», что позволяло расширить сеть геофизических научных приборов, оставленных астронавтами на Луне. В июне 1971 года окончательный выбор был сделан в пользу Декарта. На основании фотоснимков, сделанных астронавтами «Аполлона-14», этот район был признан безопасным для посадки. Конкретное место посадки было выбрано между двумя молодыми ударными кратерами, кратером Северный Луч (, около 890 м в диаметре) и кратером Южный Луч (, 680 м в диаметре), — природными скважинами, пробитыми в реголите до подстилающей породы. Кратер Альфонс на время стал главным кандидатом при выборе района посадки «Аполлона-17», но в конечном итоге от его исследования вовсе отказались.
Перенос старта В процессе подготовки космического корабля к старту несколько раз возникала необходимость замены отдельных систем и узлов. В середине ноября 1971-го было решено заменить все три основных парашюта командного модуля из-за того, что в августе при посадке «Аполлона-15» один из них не раскрылся. 13 декабря 1971 года связка ракета-носитель Сатурн-5 — «Аполлон-16» была перевезена из здания вертикальной сборки на стартовую площадку 39-А. Однако последующие испытания привели к разрушению одной из тефлоновых камер токсичного топлива для двигателей системы ориентации командного модуля. Поскольку в ходе испытаний использовался гелий, а не реальное топливо, ущерб был не очень велик. Но топливную камеру нужно было заменить, а для этого требовалось снять теплозащиту командного модуля. В это же время, в ходе испытаний, связанных с будущей орбитальной станцией «Скайлэб», были выявлены существенные дефекты, из-за которых не работали пирошнуры. Точно такой же пирошнур был установлен на корабле «Аполлон-16» для разделения лунного и командно-служебного модулей перед возвращением на Землю. Его также необходимо было заменить. В итоге впервые за всё время осуществления программы «Аполлон» было принято решение возвратить ракету-носитель со стартовой площадки в здание вертикальной сборки, а запуск, запланированный на 17 марта 1972 года, отложить. Обратная транспортировка состоялась 27 января 1972-го. Командно-служебный модуль был демонтирован и после всех замен снова водружён на своё место на вершине ракеты. 9 февраля «Аполлон-16» был окончательно установлен на стартовом столе. Следующее после 17 марта «окно» для запуска открывалось 16 апреля, далее — 14 мая.
Запуск и полёт к Луне 16 апреля 1972 года, в день старта «Аполлона-16», первым в кабину корабля поднялся пилот командного модуля из дублирующего экипажа Стюарт Руса. В его обязанности входила проверка и, при необходимости, установка в нужное положение всех до единого переключателей на главной панели управления. В шпаргалке-инструкции всё, что ему необходимо было проделать, было расписано по 454 пунктам.
Примерно за три часа до старта члены основного экипажа заняли свои места. Командир Джон Янг — в левом кресле, пилот командного модуля Кен Маттингли — в центре, пилот лунного модуля Чарльз Дьюк — справа. Старт «Аполлона-16» с космодрома на мысе Канаверал состоялся 16 апреля 1972 года в 17:54:00 UTC. Среди почётных гостей на космодроме находились: вице-президент США Спиро Агню, король Иордании Хусейн и советский поэт Евгений Евтушенко, первым из известных граждан СССР принявший приглашение присутствовать при старте пилотируемой лунной миссии. В районе мыса Канаверал за стартом наблюдали около полумиллиона человек, телевизионная аудитория составила 38 миллионов. Во время запуска и взлёта наибольшая частота пульса у Янга достигала 108, у Маттингли 115, у Дьюка — 130. Через 11 минут 40 секунд корабль вышел на расчётную околоземную орбиту высотой 162,7 км на 169 км. Далее на протяжении почти двух витков астронавты проверяли основные системы. На ночной стороне планеты они наблюдали грозы и лесные пожары в Африке. Телеграфное агентство Советского Союза сообщило о запуске «Аполлона-16» через 22 минуты. По оценке агентства United Press International, это, по советским стандартам, было очень оперативно.
Через 2 часа 33 минуты после старта был включён двигатель третьей ступени. Он отработал почти 6 минут, 341,9 секунды. «Аполлон-16» перешёл на траекторию полёта к Луне. Скорость корабля в этот момент составила 36 360 км/ч. Ещё через 25 минут астронавты начали перестроение отсеков — манёвр, когда командно-служебный модуль отходит от третьей ступени, в верхней части которой находится лунный модуль, разворачивается в автоматическом режиме на 180°, стыкуется с лунным модулем и затем вытаскивает его из третьей ступени. По завершении разворота командно-служебный модуль находился примерно в 15 метрах от лунного модуля. Неожиданно для себя астронавты увидели вокруг третьей ступени и лунного модуля довольно плотное облако мельчайшего мусора. Для сближения на 4 секунды были включены двигатели системы ориентации служебного модуля. Но этого оказалось недостаточно. Потребовались ещё два очень коротких дополнительных включения, менее одной секунды каждое.
Во время отхода от третьей ступени и разворота астронавтам не было слышно работы двигателей системы ориентации служебного модуля. Однако, когда расстояние между модулями сократилось до трёх метров, звук реактивных струй, ударяющих по обшивке лунного модуля, стал отчётливым. Астронавты увидели в иллюминатор летящие крупные хлопья и поток частиц коричневого цвета. Это разрушалась краска на кремнийорганической основе, которая была дополнительным средством теплоизоляции лунного модуля на случай, если корабль был бы запущен на сутки позже, и, соответственно, Солнце стояло бы на Луне выше над горизонтом. После стыковки на обшивке верхней части взлётной ступени лунного модуля были видны следы облетевшей краски. Кусочки и мелкие частицы краски окружали корабль вплоть до момента расстыковки на лунной орбите.
Под листом теплоизоляционной алюминиевой фольги толщиной 0,1 мм, от которого отшелушивалась краска, располагались два бака системы ориентации лунного модуля (с окислителем и гелием), а также бак с водой. В ЦУПе в Хьюстоне решили удостовериться, что разрушение краски не вызвано протечками этих баков. Примерно через час после того, как экипаж доложил о проблеме с частицами мусора, он получил инструкцию перейти в лунный модуль для его первичного осмотра. Джон Янг и Чарльз Дьюк открыли переходной туннель и перешли в «Орион». Все системы корабля работали нормально. Никаких утечек в системах основного двигателя или двигателей системы ориентации не было. Через несколько минут астронавты вернулись в командный модуль.