อะพอลโล 16

จอห์นยัง ทำความเคารพธงชาติสหรัฐอเมริกาขณะกระโดดขึ้นไปบนดวงจันทร์ โดยมียานลงจอดบนดวงจันทร์ออไรออนและยานสำรวจดวงจันทร์อะพอลโลอยู่ในฉากหลัง
ประเภทภารกิจ	การลงจอดบนดวงจันทร์โดยมีลูกเรือ ( J ) [ 1 ]
ผู้ปฏิบัติงาน	นาซ่า
รหัส COSPAR	CSM: 1972-031A [ 2 ] LM: 1972-031C [ 3 ]
หมายเลข SATCAT	CSM: 6000 [ 4 ] LM: 6005 [ 4 ]
ระยะเวลาของภารกิจ	11 วัน 1 ชั่วโมง 51 นาที 5 วินาที[ 5 ]
คุณสมบัติของยานอวกาศ
ยานอวกาศ	Apollo CSM -113 [ 2 ] อะพอลโล LM -11 [ 6 ]
ผู้ผลิต	CSM: ร็อคเวลล์อเมริกาเหนือ[ 7 ] LM: กรัมแมน[ 8 ]
ปล่อยมวล	52,759 กิโลกรัม (116,314 ปอนด์) [ 9 ]
มวลลงจอด	5,441 กิโลกรัม (11,995 ปอนด์) [ 5 ]
ลูกทีม
ขนาดลูกเรือ	3
สมาชิก	จอห์น ดับเบิลยู ยัง โทมัส เค. แมททิงลี ที่ 2 ชาร์ลส์ เอ็ม. ดุ๊ก จูเนียร์
รหัสเรียกขาน	CSM: แคสเปอร์ LM: โอไรออน
อีวาส	1. ในอวกาศรอบดวงจันทร์เพื่อนำตลับฟิล์มกลับคืนมา
ระยะเวลาEVA	1 ชั่วโมง 23 นาที 42 วินาที
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	16 เมษายน 2515 เวลา 17:54:00  UTC ( 1972-04-16UTC17:54Z )
จรวด	ดาวเสาร์ V SA-511
จุดปล่อยจรวด	เคนเนดี้แอลซี-39 เอ
สิ้นสุดภารกิจ
กู้คืนโดย	เรือยูเอสเอส ไท  คอนเดอโรกา
วันที่ลงจอด	27 เมษายน 2515 19:45:05  UTC [ 5 ] ( 27 เมษายน 1972 UTC 19:45:06Z )
จุดลงจอด	มหาสมุทรแปซิฟิกใต้0°43′S 156°13′W / 0.717°S 156.217°W / -0.717; -156.217 ( การลงจอดในทะเลของยานอวกาศอะพอลโล 16 ) [ 5 ]
ยานโคจรดวงจันทร์
ส่วนประกอบของยานอวกาศ	โมดูลคำสั่งและบริการ
การสอดวงโคจร	19 เมษายน 2515 20:22:27 UTC [ 10 ]
การออกจากวงโคจร	25 เมษายน 2515 02:15:33 UTC [ 11 ]
วงโคจร	64 [ 12 ] [ 13 ]
ยานลงจอดบนดวงจันทร์
ส่วนประกอบของยานอวกาศ	โมดูลลงจอดบนดวงจันทร์
วันที่ลงจอด	21 เมษายน 2515 02:23:35 UTC [ 14 ]
การเปิดตัวกลับ	24 เมษายน 2515 01:25:47 UTC [ 15 ]
จุดลงจอด	ที่ราบสูงเดส์การ์ต8.97301°S 15.50019°E [ 16 ]8°58′23″S 15°30′01″E / / -8.97301; 15.50019
มวลตัวอย่าง	95.71 กิโลกรัม (211.0 ปอนด์) [ 17 ]
พื้นผิว EVA	3
ระยะเวลา EVA	20 ชั่วโมง 14 นาที 14 วินาที ครั้งแรก: 7 ชั่วโมง 11 นาที 2 วินาที[ 16 ] วินาทีที่ 7: 7 ชั่วโมง 23 นาที 09 วินาที[ 17 ] ลำดับที่สาม: 5 ชั่วโมง 40 นาที 3 วินาที[ 17 ]
รถสำรวจดวงจันทร์
ระยะทางที่ขับ	26.7 กิโลเมตร (16.6 ไมล์) [ 17 ]
การเชื่อมต่อกับยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM)
วันที่เทียบท่า	16 เมษายน 2515 21:15:53 ​​UTC [ 18 ]
วันที่ออกจากท่า	20 เมษายน 2515 18:07:31 UTC [ 10 ]
การเชื่อมต่อกับส่วนขึ้นบินของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM Ascent Stage)
วันที่เทียบท่า	24 เมษายน 2515 03:35:18 UTC [ 11 ]
วันที่ออกจากท่า	24 เมษายน 2515 20:54:12 UTC [ 11 ]
เพย์โหลด
โมดูลเครื่องมือวิทยาศาสตร์ ยานสำรวจดวงจันทร์
มวล	ซิม: น้ำหนักบรรทุกสูงสุด: 210 กิโลกรัม (463 ปอนด์)
จากซ้ายไปขวา: แมททิงลี , ยัง , ดุ๊ก โครงการอพอลโล

ยานอวกาศอะพอลโล 16 (16-27 เมษายน 1972) เป็น ภารกิจ ที่มีมนุษย์ควบคุมลำดับ ที่สิบใน โครงการอวกาศอะพอลโลของสหรัฐอเมริกาซึ่งบริหารงานโดยนาซาและเป็นภารกิจที่ห้าและก่อนสุดท้ายที่ลงจอดบนดวงจันทร์ นับเป็น ภารกิจ "J " ลำดับที่สองของอะพอลโลซึ่งมีระยะเวลาการพำนักบนพื้นผิวดวงจันทร์ นานขึ้น เน้นด้านวิทยาศาสตร์ และใช้ยานสำรวจดวงจันทร์ (Lunar Roving Vehicleหรือ LRV) การลงจอดและการสำรวจเกิดขึ้นในบริเวณที่ราบสูงเดส์การ์ตซึ่งเป็นสถานที่ที่ถูกเลือกเพราะนักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่าจะเป็นพื้นที่ที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ แต่ในที่สุดก็พิสูจน์แล้วว่าไม่ใช่เช่นนั้น

ภารกิจนี้มีลูกเรือประกอบด้วยผู้บัญชาการจอห์น ยัง , นักบินโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์ชาร์ลส์ ดุ๊กและนักบินโมดูลควบคุมเคน แมททิง ลี ยานอวกาศอะพอลโล 16 ถูกปล่อยจากศูนย์อวกาศเคนเนดีในฟลอริดาเมื่อวันที่ 16 เมษายน 1972 ระหว่างทางไปดวงจันทร์ประสบปัญหาเล็กน้อยหลายประการ ปัญหาเหล่านั้นถึงจุดสูงสุดด้วยปัญหาเกี่ยวกับเครื่องยนต์หลักของยานอวกาศ ส่งผลให้การลงจอดบนดวงจันทร์ล่าช้าไป 6 ชั่วโมง ขณะที่ผู้บริหารของนาซาพิจารณาให้เหล่านักบินอวกาศยกเลิกภารกิจและกลับสู่โลก ก่อนที่จะตัดสินใจว่าสามารถแก้ไขปัญหาได้ แม้ว่าพวกเขาจะอนุญาตให้ลงจอดบนดวงจันทร์ได้ แต่นาซาก็ให้นักบินอวกาศกลับจากภารกิจเร็วกว่ากำหนดหนึ่งวัน

หลังจากนำยานลงจอด บน ดวงจันทร์ (Lunar Module)ลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์ในวันที่ 21 เมษายน Young และ Duke ใช้เวลา 71 ชั่วโมง—เกือบสามวัน—บนพื้นผิวดวงจันทร์ ซึ่งพวกเขาได้ทำกิจกรรมนอกยาน (extravehicular activities)หรือการเดินบนดวงจันทร์ (moonwalks) สามครั้ง รวมเป็นเวลา 20 ชั่วโมง 14 นาที ทั้งคู่ขับรถสำรวจดวงจันทร์ (lunar rover) ซึ่งเป็นคันที่สองที่ใช้บนดวงจันทร์ เป็นระยะทาง 26.7 กิโลเมตร (16.6 ไมล์) บนพื้นผิว Young และ Duke ได้เก็บตัวอย่างหินจากดวงจันทร์จำนวน 95.8 กิโลกรัม (211 ปอนด์) เพื่อนำกลับมายังโลก รวมถึงBig Muley ซึ่ง เป็นหินดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดที่เก็บได้ระหว่างภารกิจ Apollo ในระหว่างนี้ Mattingly โคจรรอบดวงจันทร์ในโมดูลควบคุมและบริการ (CSM) ถ่ายภาพและใช้งานเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ Mattingly ในโมดูลควบคุมใช้เวลา 126 ชั่วโมงและ 64 รอบในการโคจรรอบดวงจันทร์ [ ^{12 ] หลังจาก}ที่ Young และ Duke กลับมาร่วมกับ Mattingly ในวงโคจรรอบดวงจันทร์แล้ว ลูกเรือได้ปล่อยดาวเทียมย่อยจากโมดูลบริการ (SM) ระหว่างการเดินทางกลับสู่โลก แมททิงลีย์ได้ปฏิบัติภารกิจเดินอวกาศเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงเพื่อเก็บตลับฟิล์มหลายตลับจากภายนอกโมดูลบริการ ยานอวกาศอะพอลโล 16 กลับสู่โลกอย่างปลอดภัยในวันที่ 27 เมษายน 1972

จอห์น ยัง ผู้บัญชาการภารกิจ มีอายุ 41 ปีและเป็นกัปตันในกองทัพเรือในขณะที่ภารกิจ Apollo 16 เริ่มขึ้น เขาได้เป็นนักบินอวกาศในปี 1962 ในฐานะส่วนหนึ่งของกลุ่มที่สองที่ได้รับการคัดเลือกโดยNASAเขาได้บินในภารกิจ Gemini 3ร่วมกับกัส กริสซอมในปี 1965 กลายเป็นชาวอเมริกันคนแรกที่ไม่ใช่กลุ่มMercury Sevenที่ได้บินในอวกาศ หลังจากนั้นเขาได้บินในภารกิจ Gemini 10 (1966) ร่วมกับไมเคิล คอลลินส์และเป็นนักบินโมดูลบัญชาการของApollo 10 (1969) ด้วยภารกิจ Apollo 16 เขาจึงกลายเป็นชาวอเมริกันคนที่สอง ต่อจากจิม โลเวลล์ที่ได้บินในอวกาศสี่ครั้ง^{[ 20 ] [ 21 ]}

โทมัส เคนเนธ "เคน" แมททิงลี นักบินโมดูลบัญชาการ มีอายุ 36 ปี และเป็นผู้บังคับบัญชาการระดับเรือโทในกองทัพเรือในขณะที่ภารกิจ Apollo 16 เริ่มขึ้น แมททิงลีได้รับการคัดเลือกในกลุ่มนักบินอวกาศกลุ่มที่ห้า ของ NASA ในปี 1966 เขาเป็นสมาชิกของทีมสนับสนุนสำหรับApollo 8และApollo 9 [ ^{22 ] จาก}นั้นแมททิงลีได้เข้ารับการฝึกอบรมควบคู่ไปกับวิลเลียม แอนเดอร์สนักบินโมดูลบัญชาการสำรองของ Apollo 11ซึ่งได้ประกาศลาออกจาก NASA มีผลในปลายเดือนกรกฎาคม 1969 และจะไม่สามารถเข้าร่วมได้หากภารกิจลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรกถูกเลื่อนออกไป หากแอนเดอร์สลาออกจาก NASA ก่อนที่ Apollo 11 จะบิน แมททิงลีก็จะเข้ามาแทนที่เขาในทีมสำรอง^{[ 23 ]}

เดิมที Mattingly ได้รับมอบหมายให้เป็นลูกเรือหลักของApollo 13แต่ได้รับเชื้อหัดเยอรมันจาก Charles Duke ซึ่งในขณะนั้นอยู่กับ Young ในทีมสำรองของ Apollo 13 โดย Duke ติดเชื้อมาจากลูกคนหนึ่งของเขา Mattingly ไม่เคยป่วยเป็นโรคนี้ แต่สามวันก่อนการปล่อยยาน เขาถูกถอดออกจากทีมและถูกแทนที่โดยJack Swigertซึ่ง เป็นลูกเรือสำรอง ^{[ 24 ]} Duke ซึ่งเป็นนักบินอวกาศกลุ่ม 5 และเป็นนักบินอวกาศหน้าใหม่ เคยทำหน้าที่ในทีมสนับสนุนของ Apollo 10 และเป็นผู้สื่อสารในแคปซูล (CAPCOM) สำหรับ Apollo 11 ^{[ 25 ]} Duke เป็นพันโทในกองทัพอากาศ [ ^{26 ]}มีอายุ 36 ปีในขณะที่ปฏิบัติภารกิจ Apollo 16 ซึ่งทำให้เขาเป็นนักบินอวกาศที่อายุน้อยที่สุดในบรรดานักบินอวกาศ 12 คนที่เดินบนดวงจันทร์ในระหว่างภารกิจ Apollo ณ เวลาของภารกิจ^{[ 27 ]}ทั้งสามคนได้รับการประกาศให้เป็นลูกเรือหลักของ Apollo 16 ในวันที่ 3 มีนาคม^{1971 [ 28 ]}

ทีมสำรองของ Apollo 16 ประกอบด้วยFred W. Haise Jr. (ผู้บัญชาการ ซึ่งเคยบินใน Apollo 13), Stuart A. Roosa (CMP ซึ่งเคยบินในApollo 14 ) และEdgar D. Mitchell (LMP ซึ่งเคยบินใน Apollo 14 เช่นกัน) ^{[ 20 ]} แม้ว่าจะไม่มีการประกาศอย่างเป็นทางการ แต่ Deke Slaytonผู้อำนวยการฝ่ายปฏิบัติการลูกเรือการบินซึ่งเป็นผู้ควบคุมดูแลนักบินอวกาศ ได้วางแผนไว้แต่แรกว่าจะมีทีมสำรองเป็น Haise เป็นผู้บัญชาการ, William R. Pogue (CMP) และGerald P. Carr (LMP) ซึ่งมีเป้าหมายที่จะเป็นทีมหลักใน Apollo 19 ^{[ 29 ] [ 30 ]}อย่างไรก็ตาม หลังจาก มีการประกาศ ยกเลิก Apollo 18 และ 19ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2513 การใช้นักบินอวกาศที่เคยบินภารกิจบนดวงจันทร์มาแล้วเป็นทีมสำรองจึงดูสมเหตุสมผลกว่าการฝึกอบรมผู้อื่นในสิ่งที่อาจเป็นภารกิจที่ไม่มีอนาคต ต่อมา Roosa และ Mitchell ได้รับมอบหมายให้เป็นทีมสำรอง ในขณะที่ Pogue และ Carr ได้รับมอบหมายให้เข้าร่วม โครงการ Skylabซึ่งพวกเขาได้บินไปกับSkylab 4 ^{[ 31 ] [ 32 ]}

สำหรับโครงการเมอร์คิวรีและเจมินีได้มีการกำหนดทีมหลักและทีมสำรองไว้ แต่สำหรับโครงการอพอลโล ได้มีการกำหนดกลุ่มนักบินอวกาศกลุ่มที่สาม ซึ่งรู้จักกันในชื่อทีมสนับสนุน สเลย์ตันได้สร้างทีมสนับสนุนขึ้นในช่วงต้นของโครงการอพอลโลตามคำแนะนำของเจมส์ แมคดิวิตต์ ผู้บัญชาการทีมอพอลโล ซึ่งจะนำทีมอพอลโล 9 แมคดิวิตต์เชื่อว่า ด้วยการเตรียมการที่กำลังดำเนินอยู่ในสถานที่ต่างๆ ทั่วสหรัฐอเมริกา การประชุมที่ต้องการสมาชิกของทีมบินอาจถูกมองข้ามไป สมาชิกทีมสนับสนุนมีหน้าที่ช่วยเหลือตามคำสั่งของผู้บัญชาการภารกิจ^{[ 33 ]}โดยปกติแล้ว พวกเขาจะมีอาวุโสน้อยกว่า พวกเขาจะรวบรวมกฎของภารกิจแผนการบินและรายการตรวจสอบ และคอยอัปเดตอยู่เสมอ^{[ 34 ] [ 35 ]}สำหรับอพอลโล 16 พวกเขาคือ: แอนโทนี ดับเบิลยู. อิงแลนด์ , คาร์ล จี. เฮนิซ , เฮนรี ดับเบิลยู. ฮาร์ตส์ฟิลด์ จูเนียร์ , โรเบิร์ต เอฟ. โอเวอร์ไมเออร์และโดนัลด์ เอช. ปีเตอร์ สัน^{[ 6 ]}

ผู้อำนวยการการบินได้แก่Pete Frankและ Philip Shaffer กะแรกGene Kranzและ Donald R. Puddy กะที่สอง และGerry Griffin , Neil B. Hutchinson และ Charles R. Lewis กะที่สาม^{[ 6 ]}ผู้อำนวยการการบินในช่วง Apollo มีคำอธิบายงานเพียงประโยคเดียวว่า "ผู้อำนวยการการบินอาจดำเนินการใดๆ ที่จำเป็นเพื่อความปลอดภัยของลูกเรือและความสำเร็จของภารกิจ" ^{[ 36 ]} CAPCOMได้แก่ Haise, Roosa, Mitchell, James B. Irwin , England, Peterson, Hartsfield และC. Gordon Fullerton ^{[ 6 ]}

ตราสัญลักษณ์ของ Apollo 16 โดดเด่นด้วยภาพนกอินทรีอเมริกันและโล่สีแดง ขาว และน้ำเงิน ซึ่งเป็นตัวแทนของประชาชนสหรัฐอเมริกา บนพื้นหลังสีเทาซึ่งเป็นตัวแทนของพื้นผิวดวงจันทร์ เหนือโล่นั้นมีเวกเตอร์สีทองของ NASA โคจรรอบดวงจันทร์ บนขอบสีน้ำเงินที่มีเส้นขอบสีทอง มีดาว 16 ดวง ซึ่งเป็นตัวแทนของหมายเลขภารกิจ และชื่อของลูกเรือ ได้แก่ Young, Mattingly, Duke ^{[ 37 ]}ตราสัญลักษณ์นี้ได้รับการออกแบบจากแนวคิดที่ลูกเรือของภารกิจส่งมา^{[ 38 ]}โดย Barbara Matelski จากร้านกราฟิกที่ศูนย์ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมในฮูสตัน^{[ 39 ]}

ยังและดุ๊กเลือก "โอไรออน" เป็นชื่อเรียกของยานลงจอดบนดวงจันทร์ ในขณะที่แมททิงลีย์เลือก "แคสเปอร์" สำหรับยานบัญชาการและบริการ ตามที่ดุ๊กกล่าว เขาและยังเลือก "โอไรออน" สำหรับยานลงจอดบนดวงจันทร์เพราะพวกเขาต้องการบางสิ่งที่เชื่อมโยงกับดวงดาว^{[ 39 ]}โอไรออนเป็นหนึ่งในกลุ่มดาวที่สว่างที่สุดเมื่อมองจากโลก^{[ 40 ]}และเป็นกลุ่มดาวที่นักบินอวกาศมองเห็นได้ตลอดการเดินทาง^{[ 41 ]}ดุ๊กยังกล่าวอีกว่า "มันเป็นกลุ่มดาวที่โดดเด่นและออกเสียงง่ายและส่งไปยังศูนย์ควบคุมภารกิจได้ง่าย" ^{[ 42 ]}แมททิงลีย์กล่าวว่าเขาเลือก "แคสเปอร์" ซึ่งชวนให้นึกถึงแคสเปอร์ผีที่เป็นมิตรเพราะ "มีเรื่องจริงจังมากพอแล้วในการบินครั้งนี้ ดังนั้นฉันจึงเลือกชื่อที่ไม่จริงจัง" ^{[ 40 ]}

ภารกิจ Apollo 16 เป็นภารกิจ J ลำดับที่สองของโครงการ Apollo ซึ่งมีการใช้ยานสำรวจดวงจันทร์ (Lunar Roving Vehicle ) เพิ่มขีดความสามารถทางวิทยาศาสตร์ และพักอาศัยบนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นเวลาสามวัน^{[ 43 ]}เนื่องจาก Apollo 16 เป็นภารกิจรองสุดท้ายในโครงการ Apollo และไม่มีฮาร์ดแวร์หรือขั้นตอนใหม่ที่สำคัญที่จะทดสอบบนพื้นผิวดวงจันทร์ ภารกิจสองภารกิจสุดท้าย (อีกภารกิจหนึ่งคือApollo 17 ) จึงเป็นโอกาสสำหรับนักบินอวกาศที่จะไขข้อสงสัยบางประการเกี่ยวกับลักษณะของดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์แสวงหาข้อมูลเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกของดวงจันทร์ ซึ่งอาจได้มาจากลักษณะพื้นผิวโบราณของดวงจันทร์ นั่นคือ ที่ราบสูงบนดวงจันทร์การสำรวจ Apollo ครั้งก่อนๆ รวมถึง Apollo 14 และApollo 15ได้รับตัวอย่าง วัสดุจากดวง จันทร์ก่อนยุคลาวาซึ่งน่าจะถูกพัดมาจากที่ราบสูงโดย การชนของ อุกกาบาต ตัวอย่าง เหล่านี้มีอายุย้อนไปก่อนที่ลาวาจะเริ่มไหลขึ้นมาจากภายในดวงจันทร์และท่วมพื้นที่ต่ำและแอ่งต่างๆ อย่างไรก็ตาม ไม่มีภารกิจ Apollo ใดที่เคยไปเยือนที่ราบสูงบนดวงจันทร์เลย^{[ 44 ]}

ยานอวกาศ Apollo 14 ได้ไปเยือนและเก็บตัวอย่างสันวัสดุที่ถูกพัดออกมาจากการชนซึ่งก่อให้เกิดแอ่งกระแทก Mare Imbriumเช่นเดียวกัน ยานอวกาศ Apollo 15 ก็ได้เก็บตัวอย่างวัสดุในบริเวณ Imbrium โดยไปเยือนขอบของแอ่ง เนื่องจากจุดลงจอดของ Apollo 14 และ Apollo 15 อยู่ใกล้กับแอ่ง Imbrium จึงยังมีโอกาสที่กระบวนการทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นในพื้นที่สูงของดวงจันทร์ที่อยู่ห่างไกลจาก Mare Imbrium ^{[ 44 ]}นักวิทยาศาสตร์ Dan Milton ซึ่งศึกษาภาพถ่ายของพื้นที่สูงจาก ภาพถ่ายของ ยาน Lunar Orbiterได้พบพื้นที่ในบริเวณ Descartes ของดวงจันทร์ที่มีค่า albedo สูงผิดปกติ ซึ่งเขาตั้งทฤษฎีว่าอาจเกิดจากหินภูเขาไฟทฤษฎีของเขาได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางอย่างรวดเร็ว^{[ 45 ]}สมาชิกหลายคนในชุมชนวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าพื้นที่สูงตอนกลางของดวงจันทร์มีลักษณะคล้ายกับพื้นที่บนโลกที่เกิดจากกระบวนการภูเขาไฟ และตั้งสมมติฐานว่าอาจเป็นเช่นเดียวกันบนดวงจันทร์ พวกเขาหวังว่าผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์จากภารกิจ Apollo 16 จะให้คำตอบได้^{[ 44 ]}นักวิทยาศาสตร์บางคนสนับสนุนให้ลงจอดใกล้กับหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ไทโคแต่ระยะห่างจากเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์และข้อเท็จจริงที่ว่ายานลงจอดบนดวงจันทร์จะต้องเข้าใกล้ผ่านภูมิประเทศที่ขรุขระมาก ทำให้เป็นไปไม่ได้^{[ 46 ]}

คณะกรรมการประเมินสถานที่ลงจอดอะพอลโลเฉพาะกิจได้ประชุมกันในเดือนเมษายนและพฤษภาคม พ.ศ. 2514 เพื่อตัดสินใจเกี่ยวกับสถานที่ลงจอดของอะพอลโล 16 และ 17 โดยมีโนเอล ฮินเนอร์สจากเบลล์คอมม์ เป็นประธาน มีฉันทามติว่าสถานที่ลงจอดสุดท้ายควรอยู่ในที่ราบสูงบนดวงจันทร์ และในบรรดาสถานที่ที่พิจารณาสำหรับอะพอลโล 16 นั้น ได้แก่ บริเวณ ที่ราบสูงเดส์การ์ ตส์ ทางตะวันตกของมาเรเนคทาริสและหลุมอุกกาบาตอัลฟอนซัส^{[ 47 ]}ระยะทางที่ไกลพอสมควรระหว่างสถานที่เดส์การ์ตส์กับสถานที่ลงจอดอะพอลโลก่อนหน้านี้จะเป็นประโยชน์ต่อเครือข่ายเครื่องวัดแผ่นดินไหวซึ่งติดตั้งในแต่ละภารกิจลงจอด เริ่มตั้งแต่อะพอลโล 12 ^{[ 48 ]}

ที่อัลฟอนซัส มีการกำหนดวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์สามประการที่น่าสนใจและมีความสำคัญสูงสุด ได้แก่ ความเป็นไปได้ของวัสดุจากการชนก่อนยุคอิมเบรียมจากภายในผนังปล่องภูเขาไฟ องค์ประกอบภายในปล่องภูเขาไฟ และความเป็นไปได้ของกิจกรรมภูเขาไฟในอดีตบนพื้นปล่องภูเขาไฟที่ปล่องภูเขาไฟขนาดเล็กหลายแห่งที่มี "รัศมีมืด" อย่างไรก็ตาม นักธรณีวิทยากังวลว่าตัวอย่างที่ได้จากปล่องภูเขาไฟอาจปนเปื้อนจากการชนของอิมเบรียม ซึ่งจะทำให้ Apollo 16 ไม่สามารถเก็บตัวอย่างวัสดุก่อนยุคอิมเบรียมได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่วัตถุประสงค์นี้จะบรรลุผลแล้วโดยภารกิจ Apollo 14 และ Apollo 15 เนื่องจากตัวอย่างจาก Apollo 14 ยังไม่ได้รับการวิเคราะห์อย่างสมบูรณ์ และตัวอย่างจาก Apollo 15 ยังไม่ได้รับ^{[ 48 ]}

เมื่อวันที่ 3 มิถุนายน พ.ศ. 2514 คณะกรรมการคัดเลือกสถานที่ตัดสินใจกำหนดเป้าหมายภารกิจ Apollo 16 ไปยังสถานที่ Descartes ^{[ 49 ]}หลังจากการตัดสินใจดังกล่าว สถานที่ Alphonsus ถูกพิจารณาว่าเป็นตัวเลือกที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดสำหรับ Apollo 17 แต่ในที่สุดก็ถูกปฏิเสธ ด้วยความช่วยเหลือจากการถ่ายภาพวงโคจรที่ได้รับจากภารกิจ Apollo 14 สถานที่ Descartes ถูกกำหนดว่ามีความปลอดภัยเพียงพอสำหรับการลงจอดที่มีลูกเรือ สถานที่ลงจอดเฉพาะนั้นอยู่ระหว่างหลุมอุกกาบาตอายุน้อยสองแห่ง คือ หลุมอุกกาบาตNorth RayและSouth Rayซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,000 และ 680 เมตร (3,280 และ 2,230 ฟุต) ตามลำดับ ซึ่งเป็น "หลุมเจาะตามธรรมชาติ" ที่ทะลุผ่านชั้นดิน บนดวงจันทร์ ณ สถานที่นั้น ทำให้เหลือ หินฐานที่เปิดเผยซึ่งลูกเรือสามารถเก็บตัวอย่างได้^{[ 48 ]}

หลังจากการคัดเลือก นักวางแผนภารกิจได้กำหนดให้ชั้นหิน Descartes และ Cayley ซึ่งเป็นหน่วยทางธรณีวิทยา 2 หน่วยของที่ราบสูงบนดวงจันทร์ เป็นเป้าหมายหลักในการเก็บตัวอย่างของภารกิจ ชั้นหินเหล่านี้เป็นสิ่งที่ชุมชนวิทยาศาสตร์สงสัยกันอย่างกว้างขวางว่าเกิดจากการปะทุของภูเขาไฟบนดวงจันทร์ แต่สมมติฐานนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่ถูกต้องโดยองค์ประกอบของตัวอย่างดวงจันทร์จากภารกิจ^{[ 48 ]}

นอกเหนือจากการฝึกอบรมยานอวกาศ Apollo ตามปกติแล้ว Young และ Duke พร้อมด้วยผู้บัญชาการสำรอง Fred Haise ได้เข้ารับ การฝึกอบรม ทางธรณีวิทยา อย่างกว้างขวาง ซึ่งรวมถึงการเดินทางภาคสนามหลายครั้งเพื่อแนะนำแนวคิดและเทคนิคที่พวกเขาจะใช้ในการวิเคราะห์ลักษณะและเก็บตัวอย่างบนพื้นผิวดวงจันทร์ ในระหว่างการเดินทางเหล่านี้ พวกเขาได้เยี่ยมชมและให้คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับลักษณะทางธรณีวิทยาที่พวกเขาอาจพบเจอ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]} Mitchell ผู้บัญชาการยานลงจอดบนดวงจันทร์สำรอง ไม่สามารถเข้าร่วมการฝึกอบรมในช่วงต้นได้ เนื่องจากติดภารกิจที่เกี่ยวข้องกับ Apollo 14 แต่ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2514 เขาได้เข้าร่วมการเดินทางภาคสนามทางธรณีวิทยา ก่อนหน้านั้น Tony England (สมาชิกของทีมสนับสนุนและ CAPCOM สำหรับการปฏิบัติภารกิจนอกยานอวกาศบนดวงจันทร์) หรือหนึ่งในผู้ฝึกสอนด้านธรณีวิทยาจะฝึกอบรมร่วมกับ Haise ในการเดินทางภาคสนามทางธรณีวิทยา^{[ 53 ]}

เนื่องจากเชื่อกันว่าเดส์การ์ตส์เป็นภูเขาไฟ การฝึกอบรมส่วนใหญ่จึงมุ่งเน้นไปที่หินและลักษณะทางภูเขาไฟ แต่ก็มีการทัศนศึกษาไปยังสถานที่ที่มีหินประเภทอื่นด้วย ดังที่ยังค์ได้แสดงความคิดเห็นในภายหลังว่า การฝึกอบรมที่ไม่เกี่ยวกับภูเขาไฟนั้นมีประโยชน์มากกว่า เนื่องจากเดส์การ์ตส์ไม่ได้พิสูจน์ว่าเป็นภูเขาไฟ^{[ 54 ]}ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2514 พวกเขาได้ไปเยือนซัดเบอรีรัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา เพื่อฝึกซ้อมทางธรณีวิทยา ซึ่งเป็นครั้งแรกที่นักบินอวกาศของสหรัฐฯ ได้ฝึกอบรมในแคนาดา^{[ 55 ]}ลูกเรือที่ลงจอดในภารกิจอะพอลโล 14 เคยไปเยือนสถานที่แห่งหนึ่งในเยอรมนีตะวันตกนักธรณีวิทยาดอน วิลเฮล์มส์เล่าว่าเหตุการณ์ที่ไม่ระบุรายละเอียดที่เกิดขึ้นที่นั่นทำให้สเลย์ตันตัดสินใจไม่จัดทริปฝึกอบรมในยุโรปเพิ่มเติม^{[ 56 ]}นักธรณีวิทยาเลือกซัดเบอรีเนื่องจากมีหลุมอุกกาบาตขนาดกว้าง 97 กิโลเมตร (60 ไมล์) ซึ่งเกิดจากอุกกาบาตขนาดใหญ่เมื่อประมาณ 1.8 พันล้านปีก่อน^{[ 55 ]}แอ่งซัดเบอรีแสดงหลักฐานทาง ธรณีวิทยาของ กรวยแตกซึ่งทำให้ลูกเรืออะพอลโลคุ้นเคยกับหลักฐานทางธรณีวิทยาของการชนของอุกกาบาต ในระหว่างการฝึกซ้อม นักบินอวกาศไม่ได้สวมชุดอวกาศแต่พกอุปกรณ์วิทยุเพื่อสนทนากันเองและกับอังกฤษ ฝึกฝนขั้นตอนที่พวกเขาจะใช้บนพื้นผิวดวงจันทร์^{[ 55 ]}เมื่อสิ้นสุดการฝึกอบรม การเดินทางภาคสนามได้กลายเป็นการฝึกซ้อมครั้งใหญ่ โดยมีนักบินอวกาศเข้าร่วมมากถึงแปดคนและเจ้าหน้าที่สนับสนุนอีกหลายสิบคน ดึงดูดความสนใจจากสื่อ สำหรับการฝึกซ้อมที่ไซต์ทดสอบเนวาดาซึ่งหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่เกิดจากการระเบิดนิวเคลียร์จำลองหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่จะพบได้บนดวงจันทร์ ผู้เข้าร่วมทุกคนต้องได้รับการตรวจสอบความปลอดภัยและมีรายชื่อญาติสนิท และการบินผ่านของ CMP Mattingly ต้องได้รับอนุญาตเป็นพิเศษ^{[ 53 ] [ 57 ]}

นอกจากการฝึกอบรมด้านธรณีวิทยาภาคสนามแล้ว ยังและดุ๊กยังได้รับการฝึกฝนการใช้ชุดอวกาศ EVA ปรับตัวให้เข้ากับแรงโน้มถ่วงที่ลดลงของดวงจันทร์เก็บตัวอย่าง และขับยานสำรวจดวงจันทร์^{[ 58 ]}ความจริงที่ว่าพวกเขาเป็นตัวสำรองสำหรับ Apollo 13 ซึ่งวางแผนไว้เป็นภารกิจลงจอด หมายความว่าพวกเขาสามารถใช้เวลาประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ในการฝึกอบรมสำหรับการปฏิบัติงานบนพื้นผิว^{[ 44 ]}พวกเขายังได้รับการฝึกอบรมการเอาชีวิตรอดและเตรียมพร้อมสำหรับด้านเทคนิคของภารกิจ^{[ 58 ]}นักบินอวกาศใช้เวลามากในการศึกษาตัวอย่างดวงจันทร์ที่นำกลับมาจากภารกิจก่อนหน้านี้ เรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องมือที่จะนำติดตัวไปในภารกิจ และฟังสิ่งที่หัวหน้าผู้ตรวจสอบที่รับผิดชอบเครื่องมือเหล่านั้นคาดหวังว่าจะได้เรียนรู้จาก Apollo 16 การฝึกอบรมนี้ช่วยให้ยังและดุ๊ก ขณะอยู่บนดวงจันทร์ ตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่าหินภูเขาไฟที่คาดไว้ไม่ได้อยู่ที่นั่น แม้ว่านักธรณีวิทยาในศูนย์ควบคุมภารกิจจะไม่เชื่อพวกเขาในตอนแรกก็ตาม^{[ 59 ]} การฝึกอบรมส่วนใหญ่—ตามที่ Young กล่าวไว้คือ 350 ชั่วโมง—ดำเนินการโดยให้ลูกเรือสวมชุดอวกาศ ซึ่ง Young ถือว่าเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เพราะจะทำให้นักบินอวกาศรู้ถึงข้อจำกัดของอุปกรณ์ในการปฏิบัติภารกิจที่ได้รับมอบหมาย^{[ 60 ]} Mattingly ยังได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับการจดจำลักษณะทางธรณีวิทยาจากวงโคจรโดยการบินเหนือพื้นที่ต่างๆ ด้วยเครื่องบิน และได้รับการฝึกอบรมให้ใช้งานโมดูลเครื่องมือวิทยาศาสตร์จากวงโคจรดวงจันทร์^{[ 61 ]}

ยานปล่อยที่นำ Apollo 16 ไปยังดวงจันทร์คือSaturn Vซึ่งมีรหัสว่า AS-511 นี่เป็น Saturn V ลำที่ 11 ที่ถูกนำมาใช้ และเป็นลำที่ 9 ที่ใช้ในภารกิจที่มีลูกเรือ Saturn V ของ Apollo 16 เกือบจะเหมือนกับของ Apollo 15 การเปลี่ยนแปลงอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นคือ การนำจรวดลดความเร็วกลับ มาใช้ใหม่ 4 ตัวที่ส่วนแรก ของS-ICซึ่งหมายความว่าจะมีทั้งหมด 8 ตัว เช่นเดียวกับใน Apollo 14 และก่อนหน้านั้น จรวดลดความเร็วเหล่านี้ใช้เพื่อลดความเสี่ยงของการชนกันระหว่างส่วนแรกที่ถูกปลดทิ้งกับ Saturn V จรวดลดความเร็วทั้ง 4 ตัวนี้ถูกตัดออกไปจาก Saturn V ของ Apollo 15 เพื่อลดน้ำหนัก แต่การวิเคราะห์การบินของ Apollo 15 แสดงให้เห็นว่า S-IC เข้าใกล้มากกว่าที่คาดไว้หลังจากถูกปลดทิ้ง และเกรงว่าหากมีจรวดเพียง 4 ตัวและตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว อาจเกิดการชนกันได้^{[ 42 ]}

เช่นเดียวกับภารกิจลงจอดบนดวงจันทร์ทั้งหมดหลังจาก Apollo 11 ชุดอุปกรณ์ทดลองบนพื้นผิวดวงจันทร์ Apollo (ALSEP) ถูกส่งขึ้นไปยัง Apollo 16 ซึ่งเป็นชุดอุปกรณ์ทดลองที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ที่ออกแบบมาให้ยังคงทำงานได้ต่อไปหลังจากที่นักบินอวกาศที่ติดตั้งอุปกรณ์เหล่านั้นกลับมายังโลก^{[ 62 ]} ALSEP ของ Apollo 16 ประกอบด้วยอุปกรณ์ทดลองแผ่นดินไหวแบบพาสซีฟ (PSE, เครื่องวัดแผ่นดินไหว), อุปกรณ์ทดลองแผ่นดินไหวแบบแอค ทีฟ (ASE), อุปกรณ์ทดลองการไหลของความร้อนบนดวงจันทร์(HFE) และเครื่องวัดสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวดวงจันทร์ (LSM) ^{[ 63 ]} ALSEP ใช้พลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสีSNAP-27 ซึ่งพัฒนาโดยคณะกรรมการพลังงานปรมาณู^{[ 64 ]}

PSE ถูกเพิ่มเข้าไปในเครือข่ายเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ Apollo 12, 14 และ 15 ทิ้งไว้^{[ 65 ]} NASA ตั้งใจที่จะสอบเทียบ PSE ของ Apollo 16 โดยการชนส่วนขึ้นของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ใกล้ๆ กับ PSE หลังจากที่นักบินอวกาศใช้งานเสร็จแล้ว ซึ่งเป็นวัตถุที่มีมวลและความเร็วที่ทราบแล้ว พุ่งชนในตำแหน่งที่ทราบ^{[ 66 ]}อย่างไรก็ตาม NASA สูญเสียการควบคุมส่วนขึ้นหลังจากปล่อยทิ้งไป และเหตุการณ์นี้จึงไม่เกิดขึ้น^{[ 67 ]} ASE ซึ่งออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างทางธรณีวิทยาของดวงจันทร์ ประกอบด้วยวัตถุระเบิดสองกลุ่ม กลุ่มแรกคือ "ตัวกระแทก" ที่จะถูกติดตั้งโดยเชื่อมต่อกับ เครื่องวัด แผ่นดินไหว สาม เครื่อง ตัวกระแทกจะถูกจุดระเบิดในระหว่างการติดตั้ง ALSEP กลุ่มที่สองคือปืนครก สี่กระบอก ที่มีขนาดแตกต่างกัน ซึ่งจะถูกจุดชนวนจากระยะไกลเมื่อนักบินอวกาศกลับมายังโลกแล้ว Apollo 14 ก็มี ASE ด้วยเช่นกัน แม้ว่าปืนครกของมันจะไม่เคยถูกจุดชนวนเนื่องจากเกรงว่าจะส่งผลกระทบต่อการทดลองอื่นๆ^{[ 68 ]}

HFE เกี่ยวข้องกับการเจาะรูสองรูขนาด 3.0 เมตร (10 ฟุต) ลงบนพื้นผิวดวงจันทร์ และติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์ซึ่งจะวัดปริมาณความร้อนที่ไหลออกมาจากภายในดวงจันทร์ นี่เป็นความพยายามครั้งที่สามในการติดตั้ง HFE: ครั้งแรกบินไปกับ Apollo 13 แต่ไม่เคยไปถึงพื้นผิวดวงจันทร์ ในขณะที่ใน Apollo 15 ปัญหาเกี่ยวกับสว่านทำให้โพรบไม่ลงไปลึกเท่าที่วางแผนไว้ ความพยายามใน Apollo 16 ล้มเหลวหลังจากที่ Duke ติดตั้งโพรบตัวแรกสำเร็จ Young ซึ่งมองไม่เห็นเท้าของเขาในชุดอวกาศขนาดใหญ่ ได้ดึงและตัดสายเคเบิลหลังจากที่มันพันรอบขาของเขา ผู้จัดการของ NASA คัดค้านความพยายามในการซ่อมแซมเนื่องจากต้องใช้เวลานาน^{[ 69 ]} HFE บินและถูกติดตั้งใน Apollo 17 ^{[ 70 ]}

LSM ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความแรงของสนามแม่เหล็ก ของดวงจันทร์ ซึ่งเป็นเพียงเศษเสี้ยวเล็กๆ ของสนามแม่เหล็กโลก ข้อมูลเพิ่มเติมจะถูกส่งกลับมาโดยใช้เครื่องวัดสนามแม่เหล็กแบบพกพาบนดวงจันทร์ (LPM) ซึ่งจะติดตั้งบนยานสำรวจดวงจันทร์และเปิดใช้งานที่จุดหยุดทางธรณีวิทยาหลายแห่ง นักวิทยาศาสตร์ยังหวังที่จะเรียนรู้จากตัวอย่าง Apollo 12 ซึ่งจะถูกส่งกลับไปยังดวงจันทร์ในช่วงสั้นๆ ในภารกิจ Apollo 16 ซึ่งได้มีการกำจัดสนามแม่เหล็ก "อ่อน" ออกไปแล้ว เพื่อดูว่าสนามแม่เหล็ก "อ่อน" ได้กลับคืนมาในระหว่างการเดินทางหรือไม่^{[ 71 ]}การวัดหลังจากภารกิจพบว่าสนามแม่เหล็ก "อ่อน" ได้กลับคืนสู่ตัวอย่างแล้ว แม้ว่าจะมีความเข้มต่ำกว่าก่อนหน้านี้ก็ตาม^{[ 72 ]}

กล้อง/สเปกโทรกราฟอัลตราไวโอเลตระยะไกล ( UVC) ถูกส่งขึ้นไปบนดวงจันทร์ ซึ่งเป็นการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ครั้งแรกที่ดำเนินการจากดวงจันทร์ เพื่อค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดไฮโดรเจนในอวกาศโดยปราศจากผลกระทบจากการบดบังของโคโรนาของโลก^{[ 73 ]}เครื่องมือนี้ถูกวางไว้ในเงาของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) และชี้ไปยังเนบิวลาวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ โลก และปล่องภูเขาไฟที่ต้องสงสัยใดๆ ที่เห็นบนพื้นผิวดวงจันทร์ ฟิล์มถูกส่งกลับมายังโลก เมื่อถูกขอให้สรุปผลลัพธ์สำหรับผู้ชมทั่วไป ดร. จอร์จ คาร์รูเธอร์สจากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือกล่าวว่า "ผลลัพธ์ที่เห็นได้ชัดเจนและน่าตื่นตาตื่นใจที่สุดในทันทีนั้นคือการสังเกตการณ์โลก เพราะนี่เป็นครั้งแรกที่โลกถูกถ่ายภาพจากระยะไกลด้วย แสง อัลตราไวโอเลต (UV) ดังนั้นคุณจึงสามารถเห็นขอบเขตทั้งหมดของชั้นบรรยากาศไฮโดรเจนแสงออโรร่า ขั้วโลก และสิ่งที่เราเรียกว่าแถบแสงเรืองรองในเขตร้อน" ^{[ 74 ]}

แผงสี่แผงที่ติดตั้งบนส่วนลงจอดของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ประกอบด้วยเครื่องตรวจจับรังสีคอสมิก ซึ่งออกแบบมาเพื่อบันทึกรังสีคอสมิกและ อนุภาค ลมสุริยะแผงสามแผงถูกปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการปิดคลุมระหว่างการเดินทางไปยังดวงจันทร์ โดยแผงที่สี่ถูกเปิดออกโดยลูกเรือในช่วงต้นของการปฏิบัติภารกิจนอกยานอวกาศ (EVA) แผงเหล่านี้จะถูกบรรจุถุงเพื่อนำกลับมายังโลกการทดลององค์ประกอบลมสุริยะ แบบตั้งอิสระได้ ถูกนำขึ้นไปบนยานอวกาศ Apollo 16 เช่นเดียวกับการลงจอดบนดวงจันทร์ทุกครั้ง เพื่อติดตั้งบนพื้นผิวดวงจันทร์และนำกลับมายังโลก มีการเพิ่มแผ่นฟอยล์แพลทินัมลงในอะลูมิเนียมของการทดลองก่อนหน้านี้ เพื่อลดการปนเปื้อนให้น้อยที่สุด^{[ 73 ]}

ดาวเทียมย่อย Apollo 16 Particles and Fields Subsatellite (PFS-2) เป็นดาวเทียมขนาดเล็กที่ถูกปล่อยเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์จากโมดูลบริการ วัตถุประสงค์หลักคือการวัดอนุภาคประจุและสนามแม่เหล็กโดยรอบดวงจันทร์ขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก คล้ายกับยานอวกาศพี่น้องPFS-1ที่ปล่อยออกมาก่อนหน้านี้แปดเดือนโดย Apollo 15 ยานสำรวจทั้งสองลำมีวงโคจรที่คล้ายกัน โดยอยู่ระหว่าง 89 ถึง 122 กิโลเมตร (55 ถึง 76 ไมล์) เหนือพื้นผิวดวงจันทร์^{[ 75 ]}

เช่นเดียวกับดาวเทียมย่อย Apollo 15 คาดว่า PFS-2 จะมีอายุการใช้งานอย่างน้อยหนึ่งปีก่อนที่วงโคจรจะเสื่อมลงและตกลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ การตัดสินใจนำ Apollo 16 กลับบ้านก่อนกำหนดหลังจากมีปัญหาเกี่ยวกับเครื่องยนต์หลักหมายความว่ายานอวกาศไม่ได้เข้าสู่วงโคจรที่วางแผนไว้สำหรับ PFS-2 แต่กลับถูกดีดออกไปสู่วงโคจรที่ต่ำกว่าที่วางแผนไว้และตกลงสู่ดวงจันทร์ในอีกหนึ่งเดือนต่อมาในวันที่ 29 พฤษภาคม 1972 หลังจากโคจรรอบดวงจันทร์ 424 รอบ^{[ 76 ]}อายุการใช้งานที่สั้นนี้เป็นเพราะมวล บนดวงจันทร์ อยู่ใกล้กับเส้นทางโคจรและช่วยดึง PFS-2 เข้าสู่ดวงจันทร์^{[ 12 ]}

ชิ้นส่วนของยานอวกาศและยานปล่อยเริ่มทยอยมาถึงศูนย์อวกาศเคนเนดีในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2513 และมาถึงครบทั้งหมดภายในเดือนกันยายน พ.ศ. 2514 เดิมที Apollo 16 มีกำหนดปล่อยในวันที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2515 แต่ระหว่างการทดสอบ ถุงลมของระบบควบคุมปฏิกิริยา ของ CM เกิดระเบิดขึ้น ปัญหานี้ ประกอบกับความกังวลว่าสายระเบิดเส้นหนึ่งที่จะใช้ปลด LM ออกจาก CSM หลังจากนักบินอวกาศกลับจากพื้นผิวดวงจันทร์จะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง และปัญหาเกี่ยวกับชุดอวกาศของ Duke ทำให้จำเป็นต้องเลื่อนการปล่อยไปยังช่วงเวลาปล่อย ถัดไป ดังนั้น Apollo 16 จึงถูกเลื่อนออกไปเป็นวันที่ 16 เมษายน ยานปล่อยซึ่งถูกนำออกจากอาคารประกอบยานเมื่อวันที่ 13 ธันวาคม พ.ศ. 2514 ถูกนำกลับไปที่นั่นในวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2515 และถูกนำไปยังแท่นปล่อยจรวด 39A อีกครั้ง ในวันที่ 9 กุมภาพันธ์^{[ 42 ]}

การนับถอยหลังภารกิจอย่างเป็นทางการเริ่มต้นในวันจันทร์ที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2515 เวลา 8:30 น. หกวันก่อนการปล่อยจรวด ณ จุดนี้ จรวด Saturn V ทั้งสามขั้นตอนได้รับการเปิดใช้งาน และมีการสูบน้ำดื่มเข้าไปในยานอวกาศ ขณะที่การนับถอยหลังเริ่มต้นขึ้น ลูกเรือของ Apollo 16 กำลังเข้าร่วมการฝึกซ้อมขั้นสุดท้ายเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการปล่อยจรวดในวันที่ 16 เมษายน นักบินอวกาศได้รับการตรวจร่างกายก่อนบินครั้งสุดท้ายในวันที่ 11 เมษายน^{[ 77 ]}การหยุดชะงักเพียงอย่างเดียวในการนับถอยหลังคือการหยุดชะงักที่วางแผนไว้ล่วงหน้าในตารางเวลา และสภาพอากาศก็ดีเมื่อใกล้ถึงเวลาปล่อยจรวด^{[ 2 ]}

ภารกิจ Apollo 16 เริ่มขึ้นจากศูนย์อวกาศเคนเนดีในฟลอริดา เวลา 12:54 น. EST ในวันที่ 16 เมษายน พ.ศ. 2515 ^{[ 42 ]}การปล่อยจรวดเป็นไปตามปกติ ลูกเรือประสบกับการสั่นสะเทือนคล้ายกับในภารกิจก่อนหน้านี้ ขั้นที่หนึ่งและขั้นที่สองของจรวด Saturn  V (S-IC และS-II ) ทำงานได้ตามปกติ ยานอวกาศเข้า สู่ วงโคจรของโลกในเวลาไม่ถึง 12 นาทีหลังจากการปล่อยตัว

หลังจากขึ้นสู่วงโคจรแล้ว ลูกเรือใช้เวลาปรับตัวให้เข้ากับ สภาพแวดล้อม ไร้แรงโน้มถ่วงและเตรียมยานอวกาศสำหรับการส่งยานไปดวงจันทร์ (TLI) ซึ่งเป็นการจุดเครื่องยนต์ของจรวดขั้นที่สามที่จะส่งพวกเขาไปยังดวงจันทร์ ในวงโคจรของโลก ลูกเรือประสบปัญหาทางเทคนิคเล็กน้อย รวมถึงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับระบบควบคุมสภาพแวดล้อมและ ระบบควบคุมทิศทางของจรวดขั้นที่สาม S-IVBแต่ในที่สุดพวกเขาก็แก้ไขหรือชดเชยปัญหาเหล่านั้นได้ในขณะที่เตรียมตัวออกเดินทางไปยังดวงจันทร์

หลังจากโคจรสองรอบ จรวดขั้นที่สามก็จุดติดอีกครั้งเป็นเวลากว่าห้านาที ผลักดันยานไปยังดวงจันทร์ด้วยความเร็วประมาณ 35,000 กม./ชม. (22,000 ไมล์/ชม.) ^{[ 78 ]}หกนาทีหลังจากที่ S-IVB จุดติด โมดูลบัญชาการและบริการ (CSM) ซึ่งบรรจุลูกเรือ ก็แยกตัวออกจากจรวดและเคลื่อนที่ออกไป 49 ฟุต (15 เมตร) ก่อนที่จะหันกลับและนำโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์ออกจากภายในจรวดที่ใช้แล้ว การดำเนินการนี้ ซึ่งดำเนินการโดย Mattingly และเป็นที่รู้จักในชื่อการเปลี่ยนตำแหน่ง การเชื่อมต่อ และการดึงออกเป็นไปอย่างราบรื่น^{[ 79 ] [ 80 ]}

หลังจากทำการสลับตำแหน่งและเชื่อมต่อยานลงจอดบนดวงจันทร์แล้ว ลูกเรือสังเกตเห็นว่าพื้นผิวด้านนอกของยานลงจอดบนดวงจันทร์ปล่อยอนุภาคออกมาจากจุดที่ผิวของยานดูเหมือนฉีกขาดหรือเป็นรอย ในบางช่วงเวลา ดุ๊กประเมินว่าพวกเขากำลังเห็นอนุภาคประมาณห้าถึงสิบอนุภาคต่อวินาที ยังและดุ๊กเข้าไปในยานลงจอดบนดวงจันทร์ผ่านอุโมงค์เชื่อมต่อที่เชื่อมระหว่างยานกับยานบัญชาการเพื่อตรวจสอบระบบต่างๆ ซึ่งในเวลานั้นพวกเขาไม่พบปัญหาสำคัญใดๆ

เมื่อเข้าสู่เส้นทางสู่ดวงจันทร์ ลูกเรือได้ปรับยานอวกาศให้อยู่ในโหมด "บาร์บีคิว" แบบหมุน ซึ่งยานจะหมุนรอบแกนยาวสามครั้งต่อชั่วโมง เพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนจากดวงอาทิตย์กระจายไปทั่วยานอวกาศอย่างสม่ำเสมอ หลังจากเตรียมยานให้พร้อมสำหรับการเดินทางแล้ว ลูกเรือก็เริ่มช่วงเวลาพักผ่อนครั้งแรกของภารกิจหลังจากปล่อยยานได้ไม่ถึง 15 ชั่วโมง^{[ 81 ]}

เมื่อศูนย์ควบคุมภารกิจส่งสัญญาณปลุกลูกเรือสำหรับวันที่สองของการบิน ยานอวกาศอยู่ห่างจากโลกประมาณ 112,220 ไมล์ หรือ 181,000 กิโลเมตร (98,000 ไมล์ทะเล) โดยเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 1.622 กิโลเมตร/วินาที (5,322 ฟุต/วินาที) เนื่องจากยังไม่ถึงวงโคจรดวงจันทร์จนถึงวันที่สี่ของการบิน^{[ 82 ]}วันที่สองและสามของการบินจึงส่วนใหญ่เป็นการเตรียมการ ซึ่งประกอบด้วยการบำรุงรักษายานอวกาศและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ในวันที่สอง ลูกเรือได้ทำการ ทดลอง อิเล็กโทรโฟเรซิสซึ่งเคยทำในภารกิจ Apollo 14 เช่นกัน^{[ 83 ]}โดยพวกเขาพยายามแสดงให้เห็นว่าการแยกด้วยอิเล็กโทรโฟเรซิสในสภาพแวดล้อมที่เกือบไร้น้ำหนักสามารถใช้ในการผลิตสารที่มีความบริสุทธิ์มากกว่าที่สามารถทำได้บนโลก การใช้ อนุภาค โพลีสไตรีน สองขนาดที่แตกต่างกัน ขนาดหนึ่งมีสีแดงและอีกขนาดหนึ่งมีสีน้ำเงิน การแยกอนุภาคทั้งสองชนิดด้วยอิเล็กโทรโฟเรซิสก็ประสบความสำเร็จ แม้ว่าอิเล็กโทรออสโมซิสในอุปกรณ์ทดลองจะขัดขวางการแยกแถบอนุภาคทั้งสองอย่างชัดเจน^{[ 84 ] [ 85 ]}

ส่วนที่เหลือของวันที่สองประกอบด้วยการจุดระเบิดเพื่อแก้ไขวิถีโคจรกลางทางเป็นเวลาสองวินาทีโดย เครื่องยนต์ ระบบขับเคลื่อนบริการ (SPS) ของยานบัญชาการ (CSM) เพื่อปรับวิถีโคจรของยานอวกาศ ต่อมาในวันเดียวกัน นักบินอวกาศได้เข้าไปในยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) เป็นครั้งที่สองเพื่อตรวจสอบระบบของยานลงจอดเพิ่มเติม ลูกเรือรายงานว่าพวกเขาพบสีลอกเพิ่มเติมจากส่วนหนึ่งของผิวอลูมิเนียมด้านนอกของ LM แม้จะมีสิ่งนี้ ลูกเรือก็พบว่าระบบของยานอวกาศทำงานได้ตามปกติ หลังจากตรวจสอบ LM แล้ว ลูกเรือได้ทบทวนรายการตรวจสอบและขั้นตอนสำหรับวันต่อๆ ไปเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการมาถึงและการจุดระเบิดเพื่อเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์ (LOI) นักบินยานบัญชาการ Mattingly รายงานว่า " gimbal lock " ซึ่งหมายความว่าระบบที่ใช้ติดตามทิศทาง ของยาน ไม่แม่นยำอีกต่อไป Mattingly ต้องปรับแนวระบบนำทางใหม่โดยใช้ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ ในตอนท้ายของวันที่สอง ยานอวกาศ Apollo 16 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 260,000 กิโลเมตร (140,000 ไมล์ทะเล) ^{[ 83 ]}

เมื่อนักบินอวกาศตื่นขึ้นในวันที่สามของการบิน ยานอวกาศอยู่ห่างจากโลกประมาณ 291,000 กิโลเมตร (157,000 ไมล์ทะเล) ความเร็วของยานลดลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากยังไม่ถึงเขตอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ช่วงต้นของวันที่สามส่วนใหญ่เป็นการจัดการภายในยาน การบำรุงรักษายานอวกาศ และการแลกเปลี่ยนรายงานสถานะกับศูนย์ควบคุมภารกิจในฮิวสตัน ลูกเรือได้ทำการทดลองแสงวาบของอะพอลโล หรือ ALFMED เพื่อตรวจสอบ "แสงวาบ" ที่นักบินอวกาศอะพอลโลเห็นเมื่อยานอวกาศมืด ไม่ว่าพวกเขาจะลืมตาหรือไม่ก็ตาม เชื่อกันว่าเกิดจากการที่อนุภาคคอสมิกเรย์ทะลุเข้าสู่ดวงตา[ 86 ] ^{[ 87 ] ในช่วงครึ่ง}หลังของวัน ยังและดุ๊กได้เข้าไปในโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์อีกครั้งเพื่อเปิดใช้งานและตรวจสอบระบบต่างๆ และดำเนินการจัดการภายในยานเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการลงจอดบนดวงจันทร์ พบว่าระบบต่างๆ ทำงานได้ตามที่คาดไว้ หลังจากนั้น ลูกเรือสวมชุดอวกาศและฝึกซ้อมขั้นตอนที่จะใช้ในวันลงจอด ก่อนสิ้นสุดวันที่สามของการบิน ในเวลา 59 ชั่วโมง 19 นาที 45 วินาทีหลังจากการปล่อยตัว ขณะที่อยู่ห่างจากโลก 330,902 กิโลเมตร (178,673 ไมล์ทะเล) และห่างจากดวงจันทร์ 62,636 กิโลเมตร (33,821 ไมล์ทะเล) ความเร็วของยานอวกาศเริ่มเพิ่มขึ้นขณะที่เร่งความเร็วเข้าหาดวงจันทร์หลังจากเข้าสู่เขตอิทธิพลของดวงจันทร์^{[ 88 ]}

หลังจากตื่นขึ้นในวันที่สี่ของการบิน ลูกเรือเริ่มเตรียมการสำหรับการเคลื่อนที่ LOI ที่จะชะลอความเร็วของยานอวกาศเข้าสู่วงโคจร^{[ 82 ]}ที่ระดับความสูง 20,635 กิโลเมตร (11,142 ไมล์ทะเล) ฝาครอบ ช่องโมดูลเครื่องมือวิทยาศาสตร์ (SIM) ถูกปลดออก หลังจากปฏิบัติภารกิจไปได้กว่า 74 ชั่วโมง ยานอวกาศได้ผ่านด้านหลังดวงจันทร์ ทำให้ขาดการติดต่อกับศูนย์ควบคุมภารกิจชั่วคราว ขณะที่อยู่เหนือด้านไกลของดวงจันทร์ SPS ได้เผาไหม้เป็นเวลา 6  นาที 15 วินาที เพื่อชะลอความเร็วของยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรที่มีจุดต่ำสุด (จุดใกล้ที่สุด) ที่ 58.3 และจุดสูงสุด (จุดไกลที่สุด) ที่ 170.4 ไมล์ทะเล (108.0 และ 315.6 กิโลเมตร ตามลำดับ) ^{[ 89 ]}หลังจากเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์ ลูกเรือเริ่มเตรียมการสำหรับการเคลื่อนที่ Descent Orbit Insertion (DOI) เพื่อปรับเปลี่ยนวิถีโคจรของยานอวกาศเพิ่มเติม การดำเนินการดังกล่าวทำให้ระยะใกล้ที่สุดของยานลดลงเหลือ 19.8 กิโลเมตร (10.7 ไมล์ทะเล) ส่วนที่เหลือของวันที่สี่ของการบินใช้ไปกับการสังเกตการณ์และเตรียมการสำหรับการเปิดใช้งานโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์ การแยกตัว และการลงจอดในวันถัดไป^{[ 90 ]}

หลังจากตื่นขึ้นเพื่อเริ่มต้นวันที่ห้าของการบิน ลูกเรือยังคงเตรียมการสำหรับการเปิดใช้งานและการแยกยานลงจอดบนดวงจันทร์ต่อไป แขนที่ยื่นเครื่องวัดมวลสารในช่อง SIM ติดขัดและกางออกเพียงครึ่งเดียว จึงตัดสินใจว่า Young และ Duke จะตรวจสอบแขนดังกล่าวด้วยสายตาหลังจากแยกยานลงจอดบนดวงจันทร์ออกจากยานแม่ พวกเขาเข้าไปในยานลงจอดบนดวงจันทร์เพื่อเปิดใช้งานและตรวจสอบระบบของยานอวกาศ แม้จะเข้าไปในยานลงจอดบนดวงจันทร์ก่อนกำหนด 40 นาที แต่พวกเขาก็เตรียมการเสร็จสิ้นเพียง 10 นาทีก่อนกำหนดเนื่องจากความล่าช้าหลายประการในกระบวนการ^{[ 80 ]}เมื่อการเตรียมการเสร็จสิ้น พวกเขาแยกยานลงจอดหลังจากเริ่มภารกิจ 96 ชั่วโมง 13 นาที 31 วินาที^{[ 91 ] [ 92 ]}

ในช่วงที่เหลือของการโคจรผ่านด้านใกล้ของดวงจันทร์ของยาน ทั้งสองลำ Mattingly เตรียมที่จะเปลี่ยน วงโคจร ของ Casperให้สูงขึ้นและเกือบเป็นวงกลม ในขณะที่ Young และ Duke เตรียมOrionสำหรับการลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์ ณ จุดนี้ ระหว่างการทดสอบเครื่องยนต์จรวดที่ควบคุมทิศทางได้ของ CSM เพื่อเตรียมการจุดระเบิดเพื่อปรับเปลี่ยนวงโคจรของยาน Mattingly ตรวจพบการสั่นในระบบกิมบอลสำรองของเครื่องยนต์ SPS ตามกฎของภารกิจ ในสถานการณ์เช่นนี้Orionจะต้องเชื่อมต่อกับCasper อีกครั้ง ในกรณีที่ศูนย์ควบคุมภารกิจตัดสินใจยกเลิกการลงจอดและใช้เครื่องยนต์ของ Lunar Module สำหรับการเดินทางกลับสู่โลก แต่ยานทั้งสองลำกลับรักษาระยะห่างไว้ใกล้กัน หลังจากวิเคราะห์เป็นเวลาหลายชั่วโมง เจ้าหน้าที่ควบคุมภารกิจได้สรุปว่าสามารถแก้ไขความผิดปกติได้ และ Young และ Duke สามารถดำเนินการลงจอดต่อไปได้^{[ 44 ]}

การลงจอดบนดวงจันทร์โดยใช้เครื่องยนต์เริ่มต้นล่าช้ากว่ากำหนดประมาณหกชั่วโมง เนื่องจากความล่าช้าดังกล่าว ยังและดุ๊กจึงเริ่มลงจอดที่ระดับความสูงที่สูงกว่าภารกิจก่อนหน้านี้ใดๆ ที่ 20.1 กิโลเมตร (10.9 ไมล์ทะเล) หลังจากลงจอดที่ระดับความสูงประมาณ 13,000 ฟุต (4,000 เมตร) ยังก็สามารถมองเห็นพื้นที่ลงจอดได้ทั้งหมด การลดกำลังเครื่องยนต์ลงจอดของยานลงจอด (LM) เกิดขึ้นตรงเวลา และยานอวกาศเอียงไปข้างหน้าเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการลงจอดที่ระดับความสูง 7,200 ฟุต (2,200 เมตร) ยานลงจอด (LM) ลงจอดห่างจากจุดลงจอดที่วางแผนไว้ไปทางทิศเหนือ 890 ฟุต (270 เมตร) และทิศตะวันตก 200 ฟุต (60 เมตร) ในเวลา 104 ชั่วโมง 29 นาที 35 วินาทีของภารกิจ หรือเวลา 2:23:35 UTC ของวันที่ 21 เมษายน (20:23:35 น. ของวันที่ 20 เมษายน ในฮิวสตัน) ^{[ 80 ] [ 93 ]}การมีLunar Roving Vehicleทำให้ระยะห่างจากจุดเป้าหมายนั้นไม่สำคัญ^{[ 44 ]}

หลังจากลงจอดแล้ว Young และ Duke เริ่มปิดระบบบางส่วนของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) เพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ เมื่อเสร็จสิ้นขั้นตอนเบื้องต้น ทั้งคู่ได้ปรับแต่งยานOrionสำหรับการพักอยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นเวลาสามวัน ถอดชุดอวกาศออก และทำการสังเกตทางธรณีวิทยาเบื้องต้นของบริเวณที่ลงจอด จากนั้นพวกเขาก็รับประทานอาหารมื้อแรกบนพื้นผิว หลังจากรับประทานอาหารเสร็จ พวกเขาก็ปรับแต่งห้องโดยสารสำหรับการนอนหลับ^{[ 94 ] [ 95 ]}ความล่าช้าในการลงจอดที่เกิดจากความผิดปกติของเครื่องยนต์หลักของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (CSM) ทำให้ต้องมีการปรับเปลี่ยนตารางภารกิจอย่างมาก Apollo 16 จะใช้เวลาอยู่ในวงโคจรดวงจันทร์น้อยลงหนึ่งวันหลังจากการสำรวจพื้นผิวเสร็จสิ้น เพื่อให้ลูกเรือมีเวลาเหลือเฟือในกรณีที่เกิดปัญหาเพิ่มเติม เพื่อปรับปรุงตารางการนอนหลับของ Young และ Duke การเดินบนดวงจันทร์ครั้งที่สามและครั้งสุดท้ายของภารกิจจึงถูกลดลงจากเจ็ดชั่วโมงเหลือห้าชั่วโมง^{[ 80 ]}

หลังจากตื่นนอนในวันที่ 21 เมษายน Young และ Duke รับประทานอาหารเช้าและเริ่มเตรียมการสำหรับกิจกรรมนอกยานอวกาศ (EVA) ครั้งแรก หรือการเดินบนดวงจันทร์^{[ 96 ] [ 97 ]}หลังจากที่ทั้งคู่สวมและปรับความดันชุดอวกาศและลดความดันในห้องโดยสารของยานลงจอดบนดวงจันทร์ Young ก็ปีนออกไปที่ "ระเบียง" ของยานลงจอดบนดวงจันทร์ ซึ่งเป็นแท่นเล็กๆ เหนือบันได Duke ยื่นถุงทิ้งขยะที่เต็มไปด้วยขยะให้ Young เพื่อนำไปทิ้งบนพื้นผิว^{[ 27 ]}จากนั้น Young ก็หย่อนถุงขนส่งอุปกรณ์ (ETB) ซึ่งบรรจุอุปกรณ์สำหรับใช้ระหว่าง EVA ลงสู่พื้นผิว Young ลงบันไดและเมื่อเหยียบลงบนพื้นผิวดวงจันทร์ เขากลายเป็นมนุษย์คนที่เก้าที่เดินบนดวงจันทร์^{[ 80 ]}เมื่อก้าวลงสู่พื้นผิว Young ได้แสดงความรู้สึกของเขาเกี่ยวกับการอยู่ที่นั่นว่า “นั่นไง เดส์การ์ตผู้ลึกลับและไม่เป็นที่รู้จัก ที่ราบสูง Apollo 16 จะเปลี่ยนภาพลักษณ์ของคุณ ฉันดีใจจริงๆ ที่พวกเขาพาเจ้ากระต่ายBrer Rabbitกลับมาที่นี่ กลับไปที่พุ่มหนามที่มันควรอยู่” ^{[ 27 ]}ในไม่ช้า Duke ก็ลงบันไดและเข้าร่วมกับ Young บนพื้นผิว กลายเป็นบุคคลที่สิบที่เดินบนดวงจันทร์ ในขณะนั้น Duke อายุ 36 ปี ไม่มีมนุษย์ที่อายุน้อยกว่านี้เคยเดินบนพื้นผิวดวงจันทร์มาก่อน Duke แสดงความตื่นเต้น โดยกล่าวกับ Anthony England จาก CAPCOM ว่า “เยี่ยมมาก! โอ้ เท้าแรกที่เหยียบลงบนพื้นผิวดวงจันทร์นั้นสุดยอดมาก โทนี่!” ^{[ 27 ]}งานแรกของการเดินบนดวงจันทร์ของทั้งคู่คือการขนถ่ายยานสำรวจดวงจันทร์ กล้อง/สเปกโตรกราฟอัลตราไวโอเลตระยะไกล^{[ 98 ]}และอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งทำได้โดยไม่มีปัญหา ในการขับรถสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรก Young พบว่าพวงมาลัยด้านหลังใช้งานไม่ได้ เขาแจ้งศูนย์ควบคุมภารกิจถึงปัญหาดังกล่าว ก่อนที่จะตั้งกล้องโทรทัศน์ หลังจากนั้นดุ๊กก็ได้ชัก ธงชาติสหรัฐอเมริกาขึ้นในระหว่างปฏิบัติการบนพื้นผิวดวงจันทร์ ผู้บัญชาการยังจะเป็นผู้ขับรถโรเวอร์เสมอ ในขณะที่นักบินโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์ดุ๊กจะช่วยในการนำทาง นี่เป็นการแบ่งความรับผิดชอบที่ใช้อย่างสม่ำเสมอในภารกิจ J ของอพอลโล^{[ 99 ] [ 100 ]}

ภารกิจต่อไปของวันนั้นคือการติดตั้ง ALSEP ขณะที่พวกเขากำลังจอดรถสำรวจดวงจันทร์ซึ่งติดตั้งกล้องโทรทัศน์ไว้เพื่อสังเกตการณ์การติดตั้ง ระบบบังคับเลี้ยวล้อหลังก็เริ่มทำงาน หลังจากติดตั้ง ALSEP แล้ว พวกเขาก็เก็บตัวอย่างในบริเวณใกล้เคียง ประมาณสี่ชั่วโมงหลังจากเริ่ม EVA-1 พวกเขาขึ้นรถสำรวจดวงจันทร์และขับไปยังจุดหยุดทางธรณีวิทยาแห่งแรก คือ ปล่องภูเขาไฟพลัม (Plum Crater) ซึ่งเป็นปล่องภูเขาไฟกว้าง 118 ฟุต (36 เมตร) บนขอบของปล่องภูเขาไฟแฟลก (Flag Crater ) ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 240 เมตร (790 ฟุต) ที่นั่น ในระยะทาง 1.4 กิโลเมตร (0.87 ไมล์) จากยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) พวกเขาเก็บตัวอย่างวัสดุในบริเวณใกล้เคียง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าได้ทะลุผ่านชั้นเรโกลิธด้านบนลงไปถึงชั้นหินเคย์ลีย์ (Cayley Formation ) ที่อยู่ด้านล่าง ที่นั่นเองที่ดุ๊กได้เก็บหินที่ใหญ่ที่สุดที่นำกลับมาโดยภารกิจอะพอลโลตามคำขอของศูนย์ควบคุมภารกิจ ซึ่งเป็นหินเบรค เซียที่ได้รับ ฉายาว่า บิ๊กมิวลี ย์ ( Big Muley) ตามชื่อของวิลเลียม อาร์ . มูห์ลเบอร์เกอร์หัวหน้าผู้ตรวจสอบด้านธรณีวิทยาของภารกิจ^{[ 101 ] [ 102 ]}จุดหมายต่อไปของวันคือหลุมอุกกาบาตบัสเตอร์ ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กที่ตั้งอยู่ทางเหนือของหลุมอุกกาบาตสปุ๊ก ขนาดใหญ่ ห่างจากยานลง จอดบนดวงจันทร์ (LM) ประมาณ 1.6 กิโลเมตร (0.99 ไมล์) ที่นั่น ดุ๊กได้ถ่ายภาพภูเขาสโตนและหลุมอุกกาบาตเซาท์เรย์ ในขณะที่ยังทำการติดตั้ง LPM ^{[ 103 ]}ณ จุดนี้ นักวิทยาศาสตร์เริ่มพิจารณาใหม่ถึงสมมติฐานก่อนภารกิจของพวกเขาที่ว่าเดส์การ์ตส์เคยเป็นสถานที่ที่มีกิจกรรมภูเขาไฟโบราณ เนื่องจากนักบินอวกาศทั้งสองยังไม่พบวัสดุภูเขาไฟใดๆ หลังจากแวะที่บัสเตอร์ ยังได้ทำการขับรถสำรวจดวงจันทร์แบบสาธิต "แกรนด์ปรีซ์" ซึ่งดุ๊กได้บันทึกภาพด้วย กล้องถ่ายภาพยนตร์ 16 มม . ซึ่งเคยพยายามทำในภารกิจอะพอลโล 15 แต่กล้องทำงานผิดปกติ^{[ 104 ]}หลังจากเสร็จสิ้นภารกิจเพิ่มเติมที่ ALSEP พวกเขาก็กลับไปยังยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) เพื่อปิดฉากการเดินบนดวงจันทร์ พวกเขากลับเข้าไปในยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ในเวลา 7  ชั่วโมง 6  นาที 56 วินาทีหลังจากเริ่มปฏิบัติการ EVA เมื่อเข้าไปข้างในแล้ว พวกเขาปรับความดันภายในห้องโดยสารของ LM ทำการสรุปผลการปฏิบัติงานครึ่งชั่วโมงกับนักวิทยาศาสตร์ในศูนย์ควบคุมภารกิจ และจัดเตรียมห้องโดยสารสำหรับช่วงเวลาการนอนหลับ^{[ 101 ] [ 105 ] [ 106 ]}

พวกเขาตื่นขึ้นมาเร็วกว่ากำหนดสามนาทีครึ่ง และได้หารือเกี่ยวกับลำดับเหตุการณ์ของวันนั้นกับฮูสตัน^{[ 108 ] [ 109 ]}วัตถุประสงค์หลักของการเดินทางไปดวงจันทร์ครั้งที่สองคือการไปเยือนสโตนเมาน์เทน เพื่อปีนขึ้นไปบนเนินที่มีความลาดชันประมาณ 20 องศา เพื่อไปยังกลุ่มหลุมอุกกาบาตห้าแห่งที่รู้จักกันในชื่อ " หลุมอุกกาบาตซินโก " พวกเขาขับรถ LRV ไปที่นั่น โดยเดินทาง 3.8 กิโลเมตร (2.4 ไมล์) จากยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ที่ระดับความสูง 152 เมตร (499 ฟุต) เหนือพื้นหุบเขา ทั้งคู่อยู่ที่ระดับความสูงเหนือยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ที่สูงที่สุดในภารกิจอะพอลโลทั้งหมด พวกเขาประหลาดใจกับทิวทัศน์ (รวมถึงเซาท์เรย์) จากด้านข้างของสโตนเมาน์เทน ซึ่งดุ๊กบรรยายว่า "งดงามตระการตา" ^{[ 107 ]}จากนั้นจึงเก็บตัวอย่างในบริเวณใกล้เคียง^{[ 101 ]}หลังจากใช้เวลา 54 นาทีบนทางลาด พวกเขาก็ขึ้นไปบนยานสำรวจดวงจันทร์เพื่อมุ่งหน้าไปยังจุดแวะที่สองของวัน ซึ่งเรียกว่าสถานี 5 ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เมตร (66 ฟุต) ที่นั่น พวกเขาหวังว่าจะพบวัสดุของเดส์การ์ตที่ไม่ปนเปื้อนจากเศษวัสดุที่พุ่งออกมาจากหลุมอุกกาบาตเซาท์เรย์ ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ทางใต้ของจุดลงจอด ตัวอย่างที่พวกเขารวบรวมได้ที่นั่น แม้ว่าแหล่งที่มายังไม่แน่นอน แต่ตามที่นักธรณีวิทยา วิลเฮล์มส์ กล่าวไว้ว่า "มีความเป็นไปได้สูงที่จะเป็นเดส์การ์ต" ^{[ 101 ]}

จุดแวะต่อไปคือสถานีที่ 6 ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตทรงบล็อกกว้าง 10 เมตร (33 ฟุต) ที่นักบินอวกาศเชื่อว่าพวกเขาสามารถเก็บตัวอย่างจากชั้นหิน Cayley Formation ได้ เนื่องจากมีหลักฐานว่าดินที่นั่นแข็งกว่า เพื่อประหยัดเวลา พวกเขาจึงเลี่ยงสถานีที่ 7 และมาถึงสถานีที่ 8 บนเนินเขาด้านล่างของภูเขาสโตน ซึ่งพวกเขาเก็บตัวอย่างวัสดุจากหลุมอุกกาบาต South Ray เป็นเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง ที่นั่น พวกเขาเก็บหินเบรคเซียสีดำและสีขาว และหินผลึก ขนาดเล็กที่มีแร่ แพลจิโอเคลส เป็นองค์ประกอบหลัก ที่สถานีที่ 9 ซึ่งเป็นพื้นที่ที่รู้จักกันในชื่อ "Vacant Lot" ^{[ 110 ]}ซึ่งเชื่อกันว่าปราศจากเศษวัสดุที่พุ่งออกมาจากหลุมอุกกาบาต South Ray พวกเขาใช้เวลาประมาณ 40 นาทีในการเก็บตัวอย่าง ยี่สิบห้านาทีหลังจากออกจาก Vacant Lot พวกเขาก็มาถึงจุดแวะสุดท้ายของวัน ซึ่งอยู่ครึ่งทางระหว่างไซต์ ALSEP และยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ที่นั่น พวกเขาขุดแกนคู่และทำการ ทดสอบ ด้วยเครื่องวัดความแข็ง หลายครั้ง ตามแนวเส้นที่ทอดยาว 50 เมตร (160 ฟุต) ทางทิศตะวันออกของ ALSEP ตามคำขอของ Young และ Duke การเดินบนดวงจันทร์จึงขยายเวลาออกไปอีกสิบนาที หลังจากกลับไปยังยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) เพื่อสรุปภารกิจสำรวจดวงจันทร์ครั้งที่สอง พวกเขาก็ปีนกลับเข้าไปในห้องโดยสารของยานลงจอด ปิดผนึกและปรับความดันภายในหลังจาก เวลา EVA 7 ชั่วโมง 23 นาที 26 วินาที ซึ่งทำลายสถิติที่เคยตั้งไว้ในภารกิจ Apollo 15 ^{[ 101 ] [ 111 ]}หลังจากรับประทานอาหารและสรุปกิจกรรมประจำวันกับศูนย์ควบคุมภารกิจแล้ว พวกเขาก็ปรับแต่งห้องโดยสารของยานลงจอดบนดวงจันทร์ใหม่และเตรียมพร้อมสำหรับช่วงเวลานอน^{[ 112 ]}

วันที่เจ็ดของการปฏิบัติภารกิจเป็นวันที่สามและวันสุดท้ายของพวกเขาบนพื้นผิวดวงจันทร์ ก่อนที่จะกลับสู่วงโคจรเพื่อไปรวมกับแมททิงลีย์ในยาน CSM หลังจากเสร็จสิ้นภารกิจเดินบนดวงจันทร์ในวันนั้น ในระหว่างการสำรวจดวงจันทร์ครั้งที่สามและครั้งสุดท้าย พวกเขาจะสำรวจหลุมอุกกาบาตนอร์ธเร ย์ ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาหลุมอุกกาบาตที่คณะสำรวจอะพอลโลเคยไปเยือน หลังจากออกจาก ยานโอไรออนทั้งคู่ขับรถไปยังหลุมอุกกาบาตนอร์ธเรย์ การเดินทางราบรื่นกว่าวันก่อนหน้า เนื่องจากหลุมอุกกาบาตตื้นกว่าและมีก้อนหินน้อยกว่าทางเหนือของจุดลงจอด หลังจากผ่านหลุม อุกกาบาตปาล์ม เมตโตก้อนหินก็ค่อยๆ ใหญ่ขึ้นและมีจำนวนมากขึ้นเมื่อพวกเขาเข้าใกล้หลุมอุกกาบาตนอร์ธเรย์ด้วยรถสำรวจดวงจันทร์ เมื่อมาถึงขอบหลุมอุกกาบาตนอร์ธเรย์ พวกเขาอยู่ห่างจากยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) 4.4 กิโลเมตร (2.7 ไมล์) หลังจากมาถึง ทั้งคู่ได้ถ่ายภาพหลุมอุกกาบาตที่มีความกว้าง 1 กิโลเมตร (0.62 ไมล์) และลึก 230 เมตร (750 ฟุต) พวกเขาไปเยี่ยมชมก้อนหินขนาดใหญ่ที่สูงกว่าตึกสี่ชั้น ซึ่งต่อมาได้ชื่อว่า 'House Rock' ตัวอย่างที่ได้จากก้อนหินนี้ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงข้อสันนิษฐานเรื่องภูเขาไฟก่อนการปฏิบัติภารกิจว่าไม่ถูกต้อง House Rock มีร่องรอยคล้ายรูกระสุนจำนวนมาก ซึ่งเกิดจากอุกกาบาตขนาดเล็กจากอวกาศพุ่งชนหิน^{[ 101 ]}

ประมาณ 1  ชั่วโมง 22 นาทีหลังจากเดินทางมาถึงปล่องภูเขาไฟนอร์ธเรย์ พวกเขาออกเดินทางไปยังสถานี 13 ซึ่งเป็นพื้นที่หินขนาดใหญ่ ห่างจากนอร์ธเรย์ประมาณ 0.5 กิโลเมตร (0.31 ไมล์) ระหว่างทาง พวกเขาทำลายสถิติความเร็วบนดวงจันทร์ โดยเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 17.1 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (10.6 ไมล์ต่อชั่วโมง) ขณะลงเนิน พวกเขามาถึงหินขนาดใหญ่สูง 3 เมตร (9.8 ฟุต) ซึ่งพวกเขาเรียกว่า "หินเงา" ที่นี่ พวกเขาเก็บตัวอย่างดินที่อยู่ในเงามืดถาวร ในระหว่างนี้ แมททิงลีย์กำลังเตรียมยานสำรวจดวงจันทร์ (CSM) เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการกลับมาของพวกเขาในอีกประมาณหกชั่วโมงต่อมา หลังจากนั้นสามชั่วโมงหกนาที พวกเขากลับไปยังยานลงจอด (LM) ซึ่งพวกเขาทำการทดลองหลายอย่างและขนถ่ายอุปกรณ์จากยานสำรวจ ไม่ไกลจากยานลงจอด ดุ๊กได้วางรูปถ่ายครอบครัวของเขาและเหรียญที่ระลึกของกองทัพอากาศไว้บนพื้นผิว^{[ 101 ]}ยังขับรถโรเวอร์ไปยังจุดที่อยู่ห่างจากยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ไปทางทิศตะวันออกประมาณ 90 เมตร (300 ฟุต) ซึ่งเรียกว่า 'จุดวีไอพี' เพื่อให้กล้องโทรทัศน์ของยาน ซึ่งควบคุมจากระยะไกลโดยศูนย์ควบคุมภารกิจ สามารถสังเกตการณ์การขึ้นบินของอะพอลโล 16 จากดวงจันทร์ได้ จากนั้นพวกเขาก็กลับเข้าไปในยานลงจอดบนดวงจันทร์อีกครั้งหลังจากการเดินทางครั้งสุดท้ายเป็นเวลา 5 ชั่วโมง 40 นาที^{[ 113 ]}หลังจากปรับความดันภายในห้องโดยสารของยานลงจอดบนดวงจันทร์แล้ว ลูกเรือก็เริ่มเตรียมตัวกลับสู่วงโคจรของดวงจันทร์^{[ 114 ]}

หลังจากที่ยานโอไรออนได้รับอนุญาตให้ลงจอดแคสเปอร์ก็เคลื่อนตัวออกไป และแมททิงลีย์ได้ทำการจุดระเบิดเพื่อนำยานอวกาศของเขาไปยังวงโคจรที่ระยะ 98.3 x 125.6 กิโลเมตร หรือ 61.1 x 78.0 ไมล์ (53.1 x 67.8 ไมล์ทะเล) เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับงานวิทยาศาสตร์ของเขา^{[ 115 ] [ 92 ]}ยาน SM บรรทุกเครื่องมือวิทยาศาสตร์หลายชุดในช่อง SIM ^{[ 116 ]}ซึ่งคล้ายกับที่บรรทุกบนยานอพอลโล 15 ^{[ 117 ]}แมททิงลีย์ได้จัดทำตารางเวลาที่ยุ่งวุ่นวายในการใช้งานเครื่องมือต่างๆ ในช่อง SIM ซึ่งยิ่งยุ่งวุ่นวายมากขึ้นเมื่อฮิวสตันตัดสินใจนำยานอพอลโล 16 กลับบ้านเร็วกว่ากำหนดหนึ่งวัน เนื่องจากผู้อำนวยการการบินพยายามชดเชยเวลาที่เสียไป^{[ 118 ]}

งานของเขาถูกขัดขวางด้วยความผิดปกติหลายประการ: เมื่อเปิดกล้องพาโนรามา ปรากฏว่ามันดึงพลังงานจากระบบไฟฟ้าของ CSM มากเกินไปจนทำให้สัญญาณเตือนหลักของยานอวกาศดังขึ้น มันถูกปิดลงทันที แม้ว่าการวิเคราะห์ในภายหลังจะระบุว่าการใช้พลังงานอาจมาจากเครื่องทำความร้อนของยานอวกาศซึ่งเปิดใช้งานในเวลาเดียวกัน^{[ 119 ]}งานของมันยังถูกขัดขวางด้วยความล่าช้าในการเริ่มต้น งานวิทยาศาสตร์ในวงโคจร ของแคสเปอร์และการกลับสู่โลกก่อนกำหนด และด้วยความผิดปกติที่ส่งผลให้ ภาพถ่ายหลายภาพ ได้รับแสงมากเกินไป อย่างไรก็ตาม มันสามารถถ่ายภาพบริเวณเดส์การ์ตส์ซึ่งมองเห็นกลุ่มดาวโอไรออนได้^{[ 120 ]}แขนของเครื่องแมสสเปกโทรเมตรีไม่ได้หดกลับอย่างสมบูรณ์หลังจากยืดออกครั้งแรก เหมือนที่เกิดขึ้นในอะพอลโล 15 แม้ว่าจะหดกลับได้ไกลพอที่จะทำให้สามารถจุดเครื่องยนต์ SPS ได้อย่างปลอดภัยเมื่อแคสเปอร์เคลื่อนตัวออกห่างจาก กลุ่มดาวโอไร ออนก่อนที่ LM จะเริ่มความพยายามลงจอดบนดวงจันทร์ แม้ว่าเครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็ติดค้างอยู่ใกล้ตำแหน่งที่กางออกเต็มที่ก่อนการเผาไหม้ที่นำไปสู่การนัดพบ และต้องถูกทิ้งไป นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเสริมข้อมูลดวงจันทร์ที่ได้รับด้วยข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับชายฝั่งระหว่างโลกกับดวงจันทร์ แต่สามารถใช้ข้อมูลจาก Apollo 15 แทนได้^{[ 119 ] [ 121 ]}กล้องถ่ายภาพแผนที่ก็ทำงานได้ไม่สมบูรณ์เช่นกัน การวิเคราะห์ในภายหลังพบว่ามีปัญหาเกี่ยวกับแผ่นบังแสงสะท้อน การเปลี่ยนแปลงแผนการบินหมายความว่าบางพื้นที่บนพื้นผิวดวงจันทร์ที่ควรจะถ่ายภาพนั้นไม่สามารถถ่ายได้ นอกจากนี้ ภาพจำนวนหนึ่งยังได้รับแสงมากเกินไป^{[ 119 ] [ 122 ]}เครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อวัดระดับความสูงของยานอวกาศอย่างแม่นยำ ค่อยๆ สูญเสียความแม่นยำเนื่องจากพลังงานลดลง และในที่สุดก็ล้มเหลวก่อนที่จะถูกใช้งานเป็นครั้งสุดท้าย^{[ 119 ] [ 123 ]}

แปดนาทีก่อนเวลาที่วางแผนไว้สำหรับการออกเดินทางจากพื้นผิวดวงจันทร์ เจมส์ เออร์วิน เจ้าหน้าที่ CAPCOM ได้แจ้งยังและดุ๊กจากศูนย์ควบคุมภารกิจว่าพวกเขาสามารถขึ้นบินได้ สองนาทีก่อนการปล่อย พวกเขาได้เปิดสวิตช์ "Master Arm" จากนั้นกดปุ่ม "Abort Stage" ซึ่งทำให้ระเบิดขนาดเล็กตัดส่วนขึ้นบินออกจากส่วนลงจอดโดยสายเคเบิลที่เชื่อมต่อทั้งสองส่วนถูกตัดขาดด้วย กลไกคล้าย กิโยตินในช่วงเวลาที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า การปล่อยยานก็เกิดขึ้น และส่วนขึ้นบินก็พุ่งออกจากดวงจันทร์ ขณะที่กล้องบนยาน LRV บันทึกช่วงเวลาแรกของการบิน หกนาทีหลังจากการปล่อยยาน ด้วยความเร็วประมาณ 5,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (3,100 ไมล์ต่อชั่วโมง) ยังและดุ๊กก็เข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์^{[ 101 ] [ 124 ]}ยังและดุ๊กได้พบและเชื่อมต่อกับแมททิงลีย์ใน CSM อีกครั้ง เพื่อลดการถ่ายโอนฝุ่นดวงจันทร์จากห้องโดยสาร LM ไปยัง CSM ให้น้อยที่สุด Young และ Duke จึงทำความสะอาดห้องโดยสารก่อนเปิดประตูที่แยกยานอวกาศทั้งสองลำออกจากกัน หลังจากเปิดประตูและพบกับ Mattingly อีกครั้ง ลูกเรือได้ถ่ายโอนตัวอย่างที่ Young และ Duke เก็บรวบรวมไว้บนพื้นผิวไปยัง CSM เพื่อนำกลับไปยังโลก หลังจากการถ่ายโอนเสร็จสิ้น ลูกเรือจะพักผ่อนก่อนที่จะทิ้งส่วนขึ้นบินของยานลงจอดบนดวงจันทร์ที่ว่างเปล่าในวันถัดไป ซึ่งจะถูกทำให้ตกกระแทกพื้นผิวดวงจันทร์โดยเจตนาเพื่อสอบเทียบเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ Young และ Duke ทิ้งไว้บนพื้นผิว^{[ 80 ]}

วันถัดมา หลังจากตรวจสอบขั้นสุดท้ายเสร็จสิ้นแล้ว ขั้นตอนการขึ้นบินของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ที่ใช้แล้วก็ถูกปลดทิ้ง^{[ 125 ]}อาจเป็นเพราะลูกเรือไม่ได้เปิดใช้งานสวิตช์บางอย่างใน LM ก่อนที่จะปิดผนึก ทำให้มันหมุนคว้างหลังจากแยกตัวออก NASA ไม่สามารถควบคุมมันได้ และไม่ได้ทำการจุดระเบิดจรวดที่จำเป็นสำหรับการลดระดับวงโคจรของยานตามเจตนา ขั้นตอนการขึ้นบินในที่สุดก็ตกกระแทกพื้นผิวดวงจันทร์เกือบหนึ่งปีหลังจากภารกิจเสร็จสิ้น งานต่อไปของลูกเรือหลังจากปลดขั้นตอนการขึ้นบินของยานลงจอดบนดวงจันทร์แล้ว คือการปล่อยดาวเทียมย่อยเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์จากช่องเก็บอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ของยาน CSM การจุดระเบิดเพื่อเปลี่ยนวงโคจรของยาน CSM ให้เป็นไปตามที่ต้องการสำหรับดาวเทียมย่อยนั้นถูกยกเลิก ส่งผลให้ดาวเทียมย่อยอยู่ในวงโคจรได้เพียงกว่าหนึ่งเดือน ซึ่งน้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้หนึ่งปีมาก เพียงไม่ถึงห้าชั่วโมงหลังจากปล่อยดาวเทียมย่อย ในวงโคจรที่ 65 ของ CSM รอบดวงจันทร์ เครื่องยนต์หลักของระบบขับเคลื่อนบริการถูกจุดขึ้นอีกครั้งเพื่อขับเคลื่อนยานไปตามวิถีโคจรที่จะนำมันกลับสู่โลก เครื่องยนต์ SPS ทำงานได้อย่างไร้ที่ติแม้จะมีข้อผิดพลาดที่ทำให้การลงจอดล่าช้าไปหลายวันก่อนหน้านี้^{[ 80 ] [ 125 ]}

ระหว่างการเดินทางกลับสู่โลก แมททิงลีย์ได้ปฏิบัติภารกิจ EVA เป็นเวลา 83 นาที เพื่อนำตลับฟิล์มจากกล้องในช่อง SIM กลับมา โดยได้รับความช่วยเหลือจากดุ๊กซึ่งอยู่ที่ประตูโมดูลบัญชาการ^{[ 126 ]}ที่ระยะห่างประมาณ 173,000 ไมล์ทะเล (199,000 ไมล์; 320,000 กิโลเมตร) จากโลก นับเป็นภารกิจ EVA ใน "ห้วงอวกาศลึก" ครั้งที่สองในประวัติศาสตร์ ที่ปฏิบัติในระยะทางไกลจากดาวเคราะห์ใดๆ ณ ปี 2026 ภารกิจนี้ยังคงเป็นหนึ่งในสามภารกิจ EVA ดังกล่าว ซึ่งทั้งหมดได้ดำเนินการในระหว่างภารกิจ J ของ Apollo ภายใต้สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกัน ระหว่างภารกิจ EVA แมททิงลีย์ได้ติดตั้งการทดลองทางชีววิทยา อุปกรณ์ประเมินระบบนิเวศจุลินทรีย์ (MEED) ^{[ 127 ]}ซึ่งเป็นการทดลองเฉพาะของ Apollo 16 เพื่อประเมินการตอบสนองของจุลินทรีย์ต่อสภาพแวดล้อมในอวกาศ^{[ 128 ]}ลูกเรือได้ดำเนินการทำความสะอาดและบำรุงรักษาต่างๆ บนยานอวกาศ และรับประทานอาหารก่อนสิ้นสุดวัน^{[ 127 ]}

วันรองสุดท้ายของการบินส่วนใหญ่ใช้เวลาไปกับการทำการทดลอง นอกเหนือจากการแถลงข่าวประมาณ 20 นาทีในช่วงครึ่งหลังของวัน ในระหว่างการแถลงข่าว นักบินอวกาศได้ตอบคำถามที่เกี่ยวข้องกับแง่มุมทางเทคนิคและไม่ใช่ทางเทคนิคหลายประการของภารกิจ ซึ่งเตรียมและจัดลำดับความสำคัญไว้ที่ศูนย์ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมในฮูสตันโดยนักข่าวที่รายงานข่าวการบิน นอกจากงานบำรุงรักษาต่างๆ มากมายแล้ว นักบินอวกาศยังเตรียมยานอวกาศสำหรับการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในวันถัดไป เมื่อสิ้นสุดวันสุดท้ายเต็มวันของลูกเรือในอวกาศ ยานอวกาศอยู่ห่างจากโลกประมาณ 143,000 กิโลเมตร (77,000 ไมล์ทะเล) และกำลังเข้าใกล้โลกด้วยอัตราประมาณ 2.1 กิโลเมตรต่อวินาที (7,000 ฟุตต่อวินาที) ^{[ 129 ] [ 130 ]}

เมื่อศูนย์บัญชาการกลาง (CAPCOM) ประเทศอังกฤษ ส่งสัญญาณปลุกให้ลูกเรือเตรียมพร้อมสำหรับวันสุดท้ายในอวกาศ ยาน CSM อยู่ห่างจากโลกประมาณ 45,000 ไมล์ทะเล (83,000 กิโลเมตร) โดยมีความเร็วประมาณ 2.7 กิโลเมตรต่อวินาที (9,000 ฟุตต่อวินาที) ก่อนลงจอดในมหาสมุทรแปซิฟิกเพียงสามชั่วโมงเศษ ลูกเรือได้ทำการปรับทิศทางครั้งสุดท้ายโดยใช้เครื่องยนต์ขับดันของยานอวกาศเพื่อเปลี่ยนความเร็ว 0.43 เมตรต่อวินาที (1.4 ฟุตต่อวินาที) ประมาณสิบนาทีก่อนกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก โมดูลบัญชาการรูปทรงกรวยซึ่งบรรจุลูกเรือสามคนได้แยกตัวออกจากโมดูลบริการ ซึ่งจะเผาไหม้ไปในระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อเวลา 265 ชั่วโมง 37 นาทีของการปฏิบัติภารกิจ ด้วยความเร็วประมาณ 11 กิโลเมตรต่อวินาที (36,000 ฟุตต่อวินาที) ยานอวกาศอะพอลโล 16 ก็เริ่มกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก อุณหภูมิสูงสุดของแผ่นกันความร้อนอยู่ระหว่าง 2,200 ถึง 2,480 °C (4,000 ถึง 4,500 °F) หลังจากกางร่มชูชีพและไม่ถึง 14 นาทีหลังจากเริ่มการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ โมดูลควบคุมได้ตกลงสู่มหาสมุทรแปซิฟิก 350 กิโลเมตร (189 ไมล์ทะเล) ทางตะวันออกเฉียงใต้ของเกาะคิริติมาติ 265 ชั่วโมง 51 นาที 5  วินาทีหลังจากการปล่อยตัว^{[ 92 ]}ยานอวกาศและลูกเรือได้รับการกู้คืนโดยเรือบรรทุกเครื่องบินUSS  Ticonderogaนักบินอวกาศขึ้นเรือTiconderoga อย่างปลอดภัย 37 นาทีหลังจากตกลงสู่ทะเล^{[ 80 ] [ 131 ]}

การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ของหินที่นำกลับมายังโลกยืนยันว่าชั้นหินเคย์ลีย์ (Cayley Formation) ไม่ใช่หินภูเขาไฟ ส่วนชั้นหินเดส์การ์ต (Descartes Formation) นั้นมีความไม่แน่นอนมากกว่า เนื่องจากไม่ชัดเจนว่าหินก้อนใดมาจากที่นั่น และไม่มีหลักฐานใดที่แสดงว่าภูเขาสโตน (Stone Mountain) เป็นหินภูเขาไฟ เหตุผลหนึ่งที่เลือกเดส์การ์ตก็เพราะว่ามันมีลักษณะแตกต่างจากสถานที่ลงจอดของยานอวกาศอะพอลโลลำก่อนๆ แต่หินจากที่นั่นกลับมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับหินจาก ชั้น หินฟราเมาโร (Fra Mauro Formation ) ซึ่งเป็นสถานที่ลงจอดของอะพอลโล 14 นักธรณีวิทยาตระหนักว่าพวกเขาแน่ใจมากเกินไปว่าเคย์ลีย์เป็นหินภูเขาไฟ จนไม่ได้เปิดรับความคิดเห็นที่แตกต่าง และพึ่งพาแบบจำลองจากโลกมากเกินไป ซึ่งเป็นแบบจำลองที่ผิดพลาด เพราะดวงจันทร์ไม่ได้มีประวัติทางธรณีวิทยาที่คล้ายคลึงกับโลกมากนัก พวกเขาจึงสรุปว่ามีภูเขาไฟบนดวงจันทร์น้อยมากหรืออาจไม่มีเลย ข้อสรุปเหล่านี้ได้รับข้อมูลจากการสังเกตของ Mattingly ซึ่งเป็น CMP คนแรกที่ใช้กล้องส่องทางไกลในการสังเกตการณ์ โดยเขาพบว่าจากมุมมองของวงโคจรดวงจันทร์นั้น ไม่มีอะไรที่โดดเด่นเกี่ยวกับการก่อตัวของ Descartes—มันเข้ากันได้ดีกับโครงสร้างของ Mare Imbrium ผลลัพธ์อื่นๆ ที่ได้จาก Apollo 16 รวมถึงการค้นพบแถบแสงออโรร่าใหม่สองแถบรอบโลก^{[ 132 ]}

หลังภารกิจ Young และ Duke ทำหน้าที่เป็นตัวสำรองสำหรับ^Apollo 17 [ ^{133 ]}และ Duke เกษียณอายุจาก NASA ในเดือนธันวาคม 1975 ^{[ 25 ]} Young และ Mattingly ต่างก็เคยบินกระสวยอวกาศ : Young ซึ่งดำรงตำแหน่งหัวหน้านักบินอวกาศตั้งแต่ปี 1974 ถึง 1987 เป็นผู้บัญชาการภารกิจกระสวยอวกาศครั้งแรกSTS-1ในปี 1981 เช่นเดียวกับSTS-9ในปี 1983 ในภารกิจหลังนี้เขากลายเป็นคนแรกที่เดินทางไปในอวกาศถึงหกครั้ง เขาเกษียณอายุจาก NASA ในปี 2004 ^{[ 134 ]} Mattingly ยังเป็นผู้บัญชาการภารกิจกระสวยอวกาศสองครั้ง คือSTS-4 (1982) และSTS-51-C (1985) ก่อนที่จะเกษียณอายุจาก NASA ในปี 1985 ^{[ 135 ]}

ยานไทคอนเดอโรกาได้นำโมดูลบัญชาการอะพอลโล 16 ไปยังสถานีฐานทัพอากาศนอร์ทไอส์แลนด์ใกล้กับเมืองซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ในวันศุกร์ที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2515 ในวันจันทร์ที่ 8 พฤษภาคม อุปกรณ์บริการภาคพื้นดินที่ใช้ในการถ่ายเชื้อเพลิงระบบควบคุมปฏิกิริยาพิษที่เหลืออยู่ในถังของโมดูลบัญชาการได้ระเบิดขึ้นในโรงเก็บเครื่องบินของสถานีฐานทัพอากาศ มีผู้บาดเจ็บ 46 คนถูกส่งตัวไปโรงพยาบาลเพื่อสังเกตอาการเป็นเวลา 24 ถึง 48 ชั่วโมง ส่วนใหญ่มีอาการสูดดมควันพิษ ผู้ที่ได้รับบาดเจ็บสาหัสที่สุดคือช่างเทคนิคที่กระดูกสะบ้าหัวเข่าแตกเมื่อรถเข็นพลิคว่ำทับเขา หลังคาโรงเก็บเครื่องบินที่อยู่สูงขึ้นไป 250 ฟุตเกิดรูโหว่ หน้าต่างประมาณ 40 บานในโรงเก็บเครื่องบินแตกละเอียด โมดูลบัญชาการได้รับความเสียหายเป็นรอยฉีกขาดขนาดสามนิ้วที่แผงหนึ่ง^{[ 136 ] [ 137 ]}

โมดูลบัญชาการแค สเปอร์ของ Apollo 16 จัดแสดงอยู่ที่ศูนย์อวกาศและจรวดแห่งสหรัฐอเมริกาในเมืองฮันต์สวิลล์ รัฐอลาบามา [ ^{138 ] หลังจาก}การโอนกรรมสิทธิ์จาก NASA ไปยังสถาบันสมิธโซเนียนในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2516 ^{[ 139 ]}ขั้นตอนการขึ้นสู่ดวงจันทร์ของโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์แยกตัวออกจาก CSM เมื่อวันที่ 24 เมษายน พ.ศ. 2515 แต่ NASA สูญเสียการควบคุม มันโคจรรอบดวงจันทร์เป็นเวลาประมาณหนึ่งปี สถานที่ตกกระทบยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 140 ]}แม้ว่างานวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2566 จะชี้ให้เห็นวันที่ตกกระทบคือวันที่ 29 พฤษภาคม พ.ศ. 2515 (วันเดียวกับดาวเทียมย่อย) และตำแหน่งการตกกระทบอยู่ที่ 9.99° เหนือ 104.26° ตะวันออก^{[ 141 ]} S-IVB ถูกทำให้ตกกระทบดวงจันทร์โดยเจตนา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสื่อสารล้มเหลวก่อนการชน ทำให้ไม่ทราบตำแหน่งที่แน่นอนจนกระทั่งเดือนมกราคม 2016 เมื่อยานสำรวจดวงจันทร์ Lunar Reconnaissance Orbiter ค้นพบภายใน Mare Insularum ซึ่งอยู่ห่างจาก ปล่องภูเขาไฟ Copernicusไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ประมาณ 260 กม. (160 ไมล์) ^{[ 80 ] [ 140 ] [ 142 ]}

ดุ๊กได้ทิ้งสิ่งของสองชิ้นไว้บนดวงจันทร์ ซึ่งทั้งสองชิ้นนั้นเขาได้ถ่ายรูปไว้ขณะอยู่ที่นั่น ชิ้นหนึ่งเป็นภาพถ่ายครอบครัวของเขาที่บรรจุอยู่ในกรอบพลาสติก ด้านหลังของภาพถ่ายมีลายเซ็นของครอบครัวดุ๊กและมีข้อความว่า "นี่คือครอบครัวของนักบินอวกาศดุ๊กจากโลก ลงจอดบนดวงจันทร์ เมษายน 1972" อีกชิ้นหนึ่งเป็นเหรียญที่ระลึกที่ออกโดยกองทัพอากาศสหรัฐฯ ซึ่งฉลองครบรอบ 25 ปีในปี 1972 เขาได้นำเหรียญไปสองเหรียญ โดยทิ้งเหรียญหนึ่งไว้บนดวงจันทร์และบริจาคอีกเหรียญหนึ่งให้กับพิพิธภัณฑ์แห่งชาติกองทัพอากาศสหรัฐฯที่ฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สันในโอไฮโอ^{[ 143 ]}

ในปี 2549 ไม่นานหลังจากพายุเฮอริเคนเออร์เนสโตพัดถล่มเมืองบาธ รัฐนอร์ทแคโรไลนาเควิน ชานซ์ เด็กชายวัย 11 ปี ได้พบเศษโลหะชิ้นหนึ่งบนพื้นใกล้บ้านพักริมชายหาดของเขา ชานซ์และเพื่อนของเขาพบ "ตราประทับ" บนแผ่นโลหะแบนขนาด 91 เซนติเมตร (36 นิ้ว) ซึ่งเมื่อตรวจสอบอย่างละเอียดแล้วพบว่าเป็นตราสัญลักษณ์ภารกิจอะพอลโล 16 ที่จางลง ต่อมานาซายืนยันว่าวัตถุดังกล่าวเป็นชิ้นส่วนของขั้นแรกของจรวดแซทเทิร์น วี ที่ใช้ส่งอะพอลโล 16 ขึ้นสู่อวกาศ ในเดือนกรกฎาคม 2554 หลังจากส่งคืนเศษซากตามคำขอของนาซา ชานซ์และครอบครัวได้รับสิทธิ์เข้าชมศูนย์อวกาศเคนเนดีอย่างเต็มที่และที่นั่งวีไอพีสำหรับการปล่อยSTS-135ซึ่งเป็นภารกิจสุดท้ายของโครงการกระสวยอวกาศ^{[ 144 ]}

• รายชื่อวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นบนดวงจันทร์
• รายชื่อภารกิจสำรวจดวงจันทร์
• รายชื่อภารกิจเดินอวกาศและเดินบนดวงจันทร์ ระหว่างปี 1965–1999

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับภารกิจอะพอลโล 16

• Apollo 16 Traverses , Lunar Photomap 78D2S2(25)
• บนดวงจันทร์กับภารกิจอะพอลโล 16: คู่มือสำรวจภูมิภาคเดส์การ์ตโดย จีน ซิมมอนส์, นาซา, EP-95, 1972
• อพอลโล 16: "ไม่มีอะไรซ่อนเร้นได้ ..." (ตอนที่ 1) – ภาพยนตร์ของนาซาเกี่ยวกับภารกิจอพอลโล 16 ที่อินเทอร์เน็ตอาร์ไคฟ์
• อพอลโล 16: "ไม่มีอะไรซ่อนเร้นได้ขนาดนั้น ..." (ตอนที่ 2) – ภาพยนตร์ของนาซาเกี่ยวกับภารกิจอพอลโล 16 ที่อินเทอร์เน็ตอาร์ไคฟ์
• ภาพพาโนรามาพื้นผิวดวงจันทร์จากโครงการอพอลโลในรูปแบบ VR – ภาพพาโนรามา QTVR ที่ moonpans.com
• การทดลองทางวิทยาศาสตร์ของยานอวกาศอะพอลโล 16ที่สถาบันดวงจันทร์และดาวเคราะห์
• บันทึกเสียงการลงจอดของยานอวกาศอะพอลโล 16ที่บันทึกได้จากสถานีติดตามฮันนี่ซัคเคิลครีก
• บทสัมภาษณ์นักบินอวกาศอะพอลโล 16 (28 มิถุนายน 1972)จากบันทึกของสโมสรคอมมอนเวลธ์แห่งแคลิฟอร์เนียณหอจดหมายเหตุสถาบันฮูเวอร์
• "อะพอลโล 16: การขับรถบนดวงจันทร์" – ภาพยนตร์จากภารกิจอะพอลโล 16 แสดงภาพรถสำรวจดวงจันทร์ ในหัวข้อภาพดาราศาสตร์ประจำวันที่ 29 มกราคม 2013
• ภาพมุมมองจากสายตาของนักบินอวกาศขณะปฏิบัติภารกิจ Apollo 16จาก ศูนย์ควบคุมปฏิบัติการอวกาศยานลง จอด (LROC)