Apollo 16 fu la decima missione con equipaggio umano del programma Apollo della statunitense NASA e la quinta e contemporaneamente la penultima di sempre ad atterrare sulla Luna. Seconda delle "missioni J" del programma, Apollo 16 venne guidata dal comandante John Young, dal pilota del modulo lunare Charles Duke e dal pilota del modulo di comando Ken Mattingly. Partita dal Kennedy Space Center in Florida alle 12:54 EST del 16 aprile 1972, la missione è durata 11 giorni, 1 ora e 51 minuti e si è conclusa alle 14:45 EST del 27 aprile.
Young e Duke trascorsero 71 ore, poco meno di tre giorni, sulla superficie lunare e durante questo tempo condussero tre attività extraveicolari (o passeggiate lunari), per un ammontare di 20 ore e 14 minuti. I due astronauti guidarono il Lunar Roving Vehicle (LRV), il secondo modello ad essere prodotto e utilizzato sulla Luna, per un tragitto complessivo di 26,7 chilometri. Sulla superficie Young e Duke raccolsero 95,8 chilogrammi di campioni lunari per riportarli sulla Terra, mentre il pilota del modulo di comando Ken Mattingly orbitava nel modulo di comando e servizio (CSM) eseguendo osservazioni. Mattingly rimase in orbita lunare per 126 ore compiendo 64 rivoluzioni. Young e Duke, una volta lasciata la Luna, si ricongiunsero con Mattingly in orbita, per poi abbandonare il modulo lunare e mettersi in viaggio verso la Terra. Durante il viaggio di ritorno Mattingly eseguì una passeggiata spaziale di un'ora per recuperare le pellicole dalle videocamere poste all'esterno del modulo di servizio.
Il punto di allunaggio dell'Apollo 16 fu scelto sugli altopiani, per consentire agli astronauti di raccogliere materiale lunare geologicamente più antico rispetto ai campioni ottenuti in tre dei primi quattro allunaggi. Campioni prelevati dall'altopiano Descartes e dal cratere Cayley hanno smentito l'ipotesi che fossero crateri di origine vulcanica.
Contesto
Il programma spaziale Apollo venne avviato dal presidente degli Stati Uniti John Kennedy il 25 maggio 1961, con l'obiettivo di inviare uomini sulla Luna per la prima volta entro la fine del decennio. Il fine era dimostrare, così, la superiorità degli Stati Uniti sull'Unione Sovietica nella cosiddetta "corsa allo spazio", una questione politica nel contesto più ampio della Guerra Fredda.. Il 20 luglio 1969 tale traguardo venne raggiunto dall'agenzia spaziale americana, la NASA, quando gli astronauti della missione Apollo 11 riuscirono a mettere piede sulla Luna.. In quel momento erano previste altre nove missioni lunari, ma tali ambizioni vennero rapidamente riviste al ribasso. Le priorità degli Stati Uniti erano cambiate: le misure sociali messe in atto dal presidente Lyndon Johnson nel contrasto alla povertà (Medicare e Medicaid) e, soprattutto, l'inasprirsi della guerra del Vietnam stavano assorbendo una quota crescente del bilancio statunitense. Per i politici statunitensi il programma Apollo aveva già raggiunto il suo scopo, dimostrando la superiorità tecnica della nazione, e i risultati scientifici non avrebbero giustificato le spese previste per le missioni seguenti. Nel 1970 venne cancellata l'ultima missione prevista nel programma, che avrebbe dovuto essere l'Apollo 20, mentre quelle rimanenti furono scaglionate fino al 1974; anche la linea di produzione del razzo vettore Saturn V venne chiusa, mettendo fine ad ogni speranza di estensione del programma. Lo sviluppo della prima stazione spaziale americana Skylab, in cui era prevista una lunga permanenza di tre successivi equipaggi di astronauti tra il 1973 e il 1974, richiese una notevole quota del budget della NASA, che era già stato ridimensionato. Il 20 settembre 1970 l'amministratore della NASA Tom Paine, che aveva rassegnato le dimissioni, annunciò che i vincoli di bilancio rendevano necessaria l'eliminazione di altre due missioni Apollo; così, anche le missioni Apollo 18 e Apollo 19 furono cancellate. Si previde che tale scelta avrebbe ridotto i costi del Programma Apollo di circa cinquanta milioni di dollari.
Informazioni generali Equipaggio
Il 3 marzo 1971, poco dopo la conclusione con successo della missione dell'Apollo 14, la NASA annunciò ufficialmente i componenti dell'equipaggio per la missione dell'Apollo 16. La nomina di comandante cadde sul veterano di voli nello spazio John Young, il quale aveva già compiuto due missioni del programma Gemini, Gemini 3 e Gemini 10, nonché la missione dell'Apollo 10 che lo aveva già in precedenza portato verso la Luna. Pilota del modulo di comando venne nominato Thomas K. Mattingly, componente della missione Apollo 13 per la quale era stato nominato ma sostituito a pochi giorni dal lancio; rimasto a terra, contribuì in maniera decisiva al salvataggio dell'equipaggio in volo. L'equipaggio venne completato dal pilota del modulo lunare Charles M. Duke, astronauta al suo primo volo nello spazio..
Equipaggio di riserva
Durante la composizione degli equipaggi di riserva delle missioni precedenti erano stati sempre chiamati astronauti giovani o privi di esperienza, affinché ne maturassero per partecipare a una missione seguente. Una volta stabilito che la missione dell'Apollo 17 avrebbe concluso il programma, ciò non risultò più necessario e nel comporre l'equipaggio di riserva per l'Apollo 16 furono selezionati astronauti esperti. Per il compito fu chiamato Fred Haise nel ruolo di comandante, Stuart Roosa quale pilota del modulo di comando ed Edgar Mitchell quale pilota del modulo lunare: tutti e tre avevano partecipato a una missione del programma Apollo. Edgar Mitchell, se fosse stato chiamato a sostituire Charles M. Duke, sarebbe stato il primo uomo a ritornare sulla Luna - tale evenienza, ad ogni modo, non si verificò.
Equipaggio di supporto
Per ogni missione dei programmi Mercury e Gemini veniva nominato un equipaggio principale e uno di riserva. Per il programma Apollo venne aggiunta una terza squadra di astronauti, conosciuta come equipaggio di supporto (Support Crew). A questi veniva demandata la stesura del piano di volo, delle liste di controllo e le procedure di base della missione; era inoltre loro responsabilità assicurarsi che gli astronauti dell'equipaggio principale e di riserva fossero informati di eventuali modifiche. L'equipaggio di supporto aveva inoltre il compito di sviluppare le procedure (con particolare attenzione alle situazioni di emergenza) che sarebbero state sottoposte agli altri due equipaggi nelle fasi di preparazione nei simulatori.. Per l'Apollo 16 l'equipaggio di supporto era composto da Philip Chapman, Anthony England, Henry Hartsfield, Robert Overmyer e Donald Peterson. Chapman ed England erano sia scienziati, sia astronauti del sesto gruppo di persone scelte dalla NASA; Hartsfield, Overmyer e Peterson invece facevano parte dei sette che, ad agosto del 1969, erano passati dall'aeronautica militare americana alla NASA, dato che la prima aveva terminato senza successo la preparazione di un proprio programma spaziale equipaggiato, il Manned Orbiting Laboratory (MOL), che non fu mai realizzato nella forma prevista.
Emblema della missione
L'emblema della missione Apollo 16 è caratterizzato da una rappresentazione di un'aquila calva posata su uno scudo, con campo palato di rosso e di bianco di sette pezzi e al capo il nome della missione su fondo blu, a richiamare i colori della bandiera e a rappresentare il popolo statunitense. Sovrapposto allo scudo vi è il simbolo d'oro della NASA, mentre sullo sfondo è raffigurata la superficie lunare. Sul bordo dell'emblema, blu e bordato d'oro, vi sono sedici stelle, che rappresentano il numero della missione, e i nomi dei membri dell'equipaggio: Young, Mattingly e Duke. L'emblema è stato disegnato partendo dalle idee originariamente presentate dall'equipaggio della missione.
Preparazione e addestramento
I singoli stadi del razzo vettore Saturn V con il numero di serie AS-511 vennero consegnati a Cape Kennedy tra il luglio e il settembre del 1970. Il modulo di comando, con il numero di serie CSM-113, venne battezzato Casper, dall'omonimo personaggio dei fumetti. Il modulo lunare (LEM), con il numero di serie LM-11, venne invece denominato Orion, dal nome della costellazione omonima.
Il 13 dicembre 1971 il razzo perfettamente assemblato venne trasportato verso la rampa di lancio numero 39-A, ma il 27 gennaio 1972, a due mesi dalla data prevista per il lancio, un serbatoio del carburante nel modulo di comando venne accidentalmente danneggiato durante un test di routine e, pertanto, il razzo dovette essere riportato nell'edificio di assemblaggio (il Vertical Assembly Building, VAB) affinché potesse essere sostituito. Il razzo fu riportato sulla rampa di lancio il mese seguente. Come ormai solito, i membri dell'equipaggio di riserva, Haise, Roosa e Mitchell, furono incaricati di fungere da radiofonisti di contatto con la capsula (Capcom). Con loro condivisero il compito i membri dell'equipaggio di supporto, Hartsfield, England e Peterson, l'astronauta dell'Apollo 15 James Irwin e gli ex-astronauti dell'aeronautica militare americana Robert Overmyer e Gordon Fullerton.
Scelta del luogo di allunaggio
L'Apollo 16 fu la seconda delle missioni Apollo di tipo J, ovvero quelle che prevedevano un'intensa attività scientifica, l'utilizzo del Rover lunare e una permanenza sulla Luna di tre giorni. Poiché Apollo 16 sarebbe stata la penultima missione del programma e non vi erano necessità di testare hardware o procedure sulla superficie lunare, questa e la successiva (Apollo 17) avrebbero offerto l'opportunità di chiarire alcune incertezze nella comprensione della formazione della Luna. Sebbene le precedenti missioni Apollo, tra cui Apollo 14 e Apollo 15, avessero prelevato campioni di materiale lunare formatisi antecedentemente ai mari, prima cioè che la lava iniziasse a fuoriuscire dall'interno della Luna e inondasse le aree basse e i bacini, nessuna missione aveva effettivamente visitato gli altopiani lunari.
Apollo 14 aveva visitato e prelevato dei campioni da una cresta costituita da materiale espulso nell'impatto del meteorite che aveva portato alla formazione del Mare Imbrium. Anche l'Apollo 15 aveva raccolto materiale nella medesima regione, visitando il bordo del bacino. Rimaneva aperta la possibilità che altri processi geologici fossero stati prevalenti nelle aree degli altopiani lunari più distanti. Diversi scienziati avevano osservato che gli altopiani lunari centrali assomigliavano a regioni terrestri create da processi vulcanici e avevano ipotizzato che ciò potesse essere avvenuto anche sulla Luna. I risultati scientifici della missione Apollo 16 avrebbero potuto fornire una risposta definitiva al riguardo. Nel valutare il luogo per l'allunaggio dell'Apollo 16 furono prese in considerazione due opzioni: la regione dell'altopiano Descartes a ovest del Mare Nectaris e il cratere Alphonsus. Sugli altopiani le formazioni Cayley e Descartes erano le principali aree di interesse per confermare o meno la teoria di origine vulcanica, in quanto le immagini telescopiche e orbitali avevano permesso di notare che lì la superficie era formata da magma più viscoso di quello che aveva colmato il mare lunare. Il cratere Cayley era ritenuto dello stesso periodo del Mare Imbrium, sulla base del numero dei crateri da impatto sovrapposti a essi. La notevole distanza tra il cratere Descartes e i siti di allunaggio delle precedenti missioni Apollo era ritenuta vantaggiosa per la rete di strumentazione geofisica,. parte della quale venne dispiegata da ogni spedizione Apollo a partire da Apollo 12.