El Decimosexto vuelo del programa Apolo (denominado oficialmente AS-511), fue lanzado el 16 de abril de 1972 mediante un cohete de lanzamiento del tipo Saturn 5. Fue la quinta misión tripulada a la Luna.
Durante su estancia en la superficie lunar (en las llanuras Cayley, a unos 240 kilómetros al suroeste del Mar de la Tranquilidad del Apollo 11) realizaron tres períodos de exploración (EVA-1 de 7 horas y 11 minutos y 4.200 metros recorridos en el rover lunar LRV, EVA-2 de 7 horas y 23 minutos y 11.500 metros, y EVA-3 con 5 horas y 40 minutos y 11.400 metros recorridos en el rover de un total de 71 horas de alunizaje) y que sirvió para recoger muestras que llegaron a los 98 kilogramos de peso.
También se montó una estación científica, llamada ALSEP, y se realizaron más de 14.000 fotografías con las cámaras Hasselblad -de ultravioleta-, Itek panorámica, Fairchild cartográfica, y Hasselblad y Nikon del módulo de mando y servicio.
El astronauta Charles M. Duke, Jr. en la misión Apollo 16.
El experimento sobre el estudio del flujo térmico, muy esperado y que debía medir la temperatura de la Luna, fracasó debido a la rotura de un cable vital, realizado de forma accidental por Young.
También se disparó 19 veces el mortero que servía para realizar pruebas sísmicas, si bien no se logró en cambio el impacto sobre la Luna del módulo de ascenso -LEM- una vez desacoplado de la nave de mando.
Mientras los astronautas efectuaban estos estudios en la superficie lunar, su compañero de vuelo Thomas K. Mattingly pilotaba el módulo de mando bautizado “Casper”, a la vez que manejaba varias cámaras fotográficas que sirvieron para cartografiar mejor a la Luna.
Durante los 3 días, 9 horas y 39 minutos que permaneció solo en el espacio, y antes de realizar la maniobra de alejamiento y regreso a la Tierra, puso en órbita un pequeño subsatélite científico, cuyo material fotográfico fue recogido posteriormente por Mattingly en una salida espacial que duró 1 hora y 24 minutos.
Amerizaron en el océano Pacífico el día 27 de abril de 1972 tras un vuelo de 265 horas, 51 minutos y 5 segundos y 64 órbitas lunares, siendo recogidos por el portaavionesTiconderoga.
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