Apolo 16

Cuando el Apolo 16 se preparaba, el programa ya sabía aterrizar en la Luna y el acento había pasado de la ingeniería a la ciencia. Las misiones J, inauguradas por el Apolo 15, añadían un vehículo de superficie, más instrumentos y tres días de estancia. Como el Apolo 16 era la penúltima expedición y no estrenaba equipo nuevo importante en la superficie, los científicos vieron en ella la ocasión de despejar dudas sobre la historia temprana de la Luna, que se esperaba leer en las tierras altas, las zonas más viejas de su corteza. Hasta entonces ninguna tripulación había caminado por ellas: el Apolo 14 y el Apolo 15 habían recogido material antiguo, pero en regiones ligadas a la gran cuenca de impacto de Mare Imbrium, y quedaba la sospecha de que lejos de Imbrium dominaran otros procesos geológicos.

El comandante, John Young, tenía 41 años y era capitán de la Marina. Había entrado en la NASA en 1962 con el segundo grupo de astronautas, voló en el Gemini 3 junto a Gus Grissom en 1965 —el primer estadounidense ajeno a los Mercury Seven en llegar al espacio—, repitió en el Gemini 10 en 1966 con Michael Collins y fue piloto del módulo de mando del Apolo 10 en 1969. Con el Apolo 16 se convirtió en el segundo estadounidense, tras Jim Lovell, con cuatro vuelos espaciales.

Ken Mattingly, piloto del módulo de mando, tenía 36 años y era capitán de corbeta de la Marina. Seleccionado en el quinto grupo de 1966, había trabajado en los equipos de apoyo del Apolo 8 y del Apolo 9 y llegó a entrenarse en paralelo como posible suplente del Apolo 11. Estaba asignado a la tripulación principal del Apolo 13, pero tres días antes del lanzamiento lo retiraron por haber estado expuesto a la rubéola, contagiada precisamente por Charles Duke, que la había cogido de uno de sus hijos. Mattingly nunca enfermó; su puesto lo ocupó Jack Swigert.

Duke, piloto del módulo lunar, también del grupo 5 y sin experiencia de vuelo, era teniente coronel de la Fuerza Aérea. Había sido miembro del equipo de apoyo del Apolo 10 y la voz de Houston (CAPCOM) durante el alunizaje del Apolo 11. Con 36 años, fue el más joven de los doce hombres que han pisado la Luna. Los tres fueron anunciados como tripulación principal el 3 de marzo de 1971.

La tripulación de reserva la componían Fred Haise, Stuart Roosa y Edgar Mitchell, todos con experiencia lunar. Deke Slayton había pensado inicialmente en Haise con William Pogue y Gerald Carr, destinados a volar después en el Apolo 19; al cancelarse el Apolo 18 y el 19 en septiembre de 1970 dejó de tener sentido formar a novatos para un puesto sin salida, y Pogue y Carr pasaron al programa Skylab. El equipo de apoyo —encargado de mantener al día reglas de misión, plan de vuelo y listas de comprobación— lo integraron Anthony England, Karl Henize, Henry Hartsfield, Robert Overmyer y Donald Peterson. En el control de Houston se turnaron como directores de vuelo Pete Frank, Philip Shaffer, Gene Kranz, Donald Puddy, Gerry Griffin, Neil Hutchinson y Charles Lewis.

El emblema, dibujado por Barbara Matelski en el taller gráfico del Centro de Naves Tripuladas de Houston a partir de ideas de la propia tripulación, muestra un águila y un escudo con los colores nacionales sobre un fondo gris que evoca el suelo lunar, con el símbolo de la NASA en órbita alrededor de la Luna. En el borde azul aparecen dieciséis estrellas, por el número de la misión, y los apellidos Young, Mattingly y Duke. Young y Duke bautizaron el módulo lunar como Orion porque querían un nombre ligado a las estrellas y fácil de pronunciar por radio; Mattingly eligió Casper, en alusión al fantasma amistoso de los dibujos animados, para poner una nota ligera en un vuelo ya de por sí serio.

El comité ad hoc de evaluación de lugares de alunizaje, presidido por Noel Hinners, de Bellcomm, se reunió en abril y mayo de 1971 para decidir los destinos del Apolo 16 y el Apolo 17. Hubo acuerdo en que debían estar en las tierras altas. Para el Apolo 16 se barajaron la región de Descartes, al oeste de Mare Nectaris, y el cráter Alphonsus; también se había propuesto Tycho, descartado por su lejanía del ecuador y lo abrupto de la aproximación. El geólogo Dan Milton había observado en las fotografías de los Lunar Orbiter una zona de Descartes con un brillo inusual que atribuyó a rocas volcánicas, y la idea ganó adeptos rápidamente: muchos veían en las tierras altas centrales un parecido con paisajes volcánicos terrestres. Alphonsus ofrecía otros objetivos, pero se temía que sus muestras estuvieran contaminadas por el impacto de Imbrium. La lejanía de Descartes respecto a los alunizajes anteriores era además una ventaja para la red de sismómetros que cada misión iba dejando desde el Apolo 12.

El 3 de junio de 1971 el comité eligió Descartes. Las fotografías orbitales del Apolo 14 confirmaron que el terreno era lo bastante seguro, y el punto concreto se fijó entre dos cráteres jóvenes, North Ray y South Ray, de 1.000 y 680 metros de diámetro, que habían perforado el regolito como sondas naturales y dejado a la vista la roca de base. Las formaciones Cayley y Descartes, que se suponían volcánicas, se convirtieron en el objetivo principal del muestreo.

Young y Duke, con el comandante suplente Haise, siguieron un intenso programa de geología de campo. Mitchell, ocupado todavía con el Apolo 14, se incorporó a las salidas en septiembre de 1971; hasta entonces lo sustituyeron Tony England, que sería el CAPCOM de las salidas lunares, o alguno de los geólogos instructores. Puesto que se esperaba vulcanismo, buena parte del adiestramiento se centró en rocas volcánicas, aunque Young reconocería después que lo que más le sirvió fue lo demás. En julio de 1971 viajaron a Sudbury, en Ontario, la primera vez que astronautas estadounidenses se entrenaban en Canadá: allí hay un cráter de 97 km abierto por un meteorito, con conos de percusión típicos de un impacto. También trabajaron en el polígono de pruebas nucleares de Nevada, donde los cráteres de las explosiones imitaban los lunares. Las prácticas acabaron siendo grandes ejercicios con hasta ocho astronautas y decenas de personas de apoyo.

Como Young y Duke habían sido suplentes del Apolo 13, que también iba a alunizar, pudieron dedicar en torno al 40 % de su tiempo a las operaciones de superficie. Según Young, unas 350 horas de entrenamiento se hicieron con el traje puesto, algo que consideraba imprescindible para conocer los límites del equipo. Estudiaron las muestras de misiones anteriores y escucharon a los investigadores responsables de cada instrumento; esa preparación les permitió darse cuenta enseguida, ya en la Luna, de que allí no había rocas volcánicas, aunque en Houston tardaran en creerlos. Mattingly, por su parte, aprendió a reconocer formas geológicas desde el aire sobrevolando en avión las zonas de campo y se entrenó en el manejo de la bahía de instrumentos científicos.

El lanzador fue el Saturn V AS-511, el undécimo en volar y el noveno con tripulación, prácticamente idéntico al del Apolo 15. Se le devolvieron a la primera etapa S-IC los cuatro retrocohetes que el Apolo 15 había suprimido para ahorrar peso, hasta completar ocho, porque el análisis de aquel vuelo mostró que la etapa descartada se había quedado más cerca de lo previsto del resto del cohete.

Los componentes empezaron a llegar al Centro Espacial Kennedy en julio de 1970. El lanzamiento estaba previsto para el 17 de marzo de 1972, pero la rotura de una vejiga del sistema de control de reacción del módulo de mando durante unas pruebas, las dudas sobre un cordón explosivo que debía separar el módulo lunar y un problema con el traje de Duke aconsejaron pasar a la siguiente ventana, el 16 de abril. El conjunto, que había salido del edificio de ensamblaje el 13 de diciembre de 1971, volvió a él el 27 de enero de 1972 y regresó a la plataforma 39A el 9 de febrero. La cuenta atrás oficial arrancó el 10 de abril y transcurrió sin más paradas que las programadas.

Como todas las misiones de alunizaje desde el Apolo 12, el Apolo 16 llevó un ALSEP, un conjunto de experimentos alimentados por un generador radioisotópico SNAP-27 pensado para seguir funcionando después de la partida de los astronautas. Incluía un sismómetro pasivo que ampliaba la red de los Apolo 12, 14 y 15; un experimento sísmico activo con una línea de pequeñas cargas («thumpers») conectadas a geófonos y cuatro morteros que se dispararían a distancia; un experimento de flujo de calor que exigía perforar dos agujeros de 3 metros, y un magnetómetro de superficie. La NASA pensaba calibrar el sismómetro estrellando cerca la etapa de ascenso del módulo lunar, un impacto de masa, velocidad y lugar conocidos.

Llevaban además un magnetómetro portátil para medir el campo en varias paradas geológicas, e incluso una muestra del Apolo 12 a la que se había quitado el magnetismo «blando», para comprobar si lo recuperaba en el viaje (lo recuperó, aunque más débil). Destacaba la cámara/espectrógrafo de ultravioleta lejano diseñada por George Carruthers, del Laboratorio de Investigación Naval: las primeras observaciones astronómicas hechas desde la Luna, colocada a la sombra del módulo lunar y apuntada a nebulosas, estrellas y la propia Tierra. Carruthers resumiría que lo más espectacular fueron precisamente las imágenes de nuestro planeta, las primeras tomadas en ultravioleta desde lejos, que mostraban la envoltura de hidrógeno, las auroras polares y el cinturón de luminiscencia tropical. Completaban la carga un detector de rayos cósmicos de cuatro paneles y la lámina del experimento de composición del viento solar, a la que se añadió platino para reducir la contaminación.

En la bahía científica del módulo de servicio viajaba el Particles and Fields Subsatellite PFS-2, gemelo del PFS-1 soltado por el Apolo 15 ocho meses antes. Debía medir partículas cargadas y campos magnéticos alrededor de la Luna desde una órbita de entre 89 y 122 km y durar al menos un año. El recorte de la misión impidió la maniobra que lo habría llevado a esa órbita: se liberó en una más baja y las concentraciones de masa lunares lo hicieron caer el 29 de mayo de 1972, tras 424 vueltas.

El Apolo 16 despegó a las 12:54 hora del este (17:54:00 UT) del 16 de abril de 1972. Las dos primeras etapas funcionaron sin tacha y la nave alcanzó la órbita terrestre algo menos de doce minutos después. Tras resolver algunos problemas menores con el control ambiental y el control de actitud de la tercera etapa, la S-IVB volvió a encenderse al cabo de dos órbitas durante algo más de cinco minutos y lanzó la nave hacia la Luna a unos 35.000 km/h. Mattingly separó el módulo de mando y servicio, lo giró y extrajo el módulo lunar sin contratiempos.

Enseguida notaron que del revestimiento del módulo lunar se desprendían partículas desde una zona que parecía rasgada; Duke llegó a contar entre cinco y diez por segundo. Young y Duke pasaron al módulo lunar a revisarlo y no encontraron nada grave. En el segundo día, a unos 181.000 km de la Tierra, hicieron un experimento de electroforesis con partículas de poliestireno rojas y azules para comprobar si la ingravidez permitía separar sustancias con más pureza, y una breve corrección de rumbo con el motor principal. Mattingly tuvo que realinear con el Sol y la Luna el sistema de guiado tras un bloqueo de cardán. El tercer día realizaron el experimento ALFMED sobre los destellos luminosos que los astronautas veían con los ojos cerrados, atribuidos a rayos cósmicos, y ensayaron con los trajes las operaciones del alunizaje. A las 59 horas, 19 minutos y 45 segundos de vuelo, a 330.902 km de la Tierra y 62.636 km de la Luna, entraron en la esfera de influencia lunar.

El cuarto día, a 20.635 km de altura, soltaron la tapa de la bahía científica. Tras pasar por detrás de la Luna, el motor SPS funcionó 6 minutos y 15 segundos para frenar la nave en una órbita de 108,0 por 315,6 km; una segunda maniobra bajó el punto más cercano a 19,8 km.

El quinto día, con el brazo del espectrómetro de masas atascado a medio desplegar, Young y Duke entraron en Orion, lo activaron y lo separaron de Casper a las 96 horas y 13 minutos de misión. Mattingly se disponía a subir a una órbita más alta y circular cuando, al probar el motor principal, detectó oscilaciones en el sistema de cardán de reserva que lo orienta. Las reglas de vuelo mandaban volver a acoplar las naves por si había que abortar y usar los motores del módulo lunar para regresar; en su lugar, Casper y Orion se mantuvieron en vuelo en formación mientras Houston analizaba el problema. Tras varias horas se concluyó que el fallo era asumible y que el alunizaje podía seguir adelante.

El descenso motorizado empezó con unas seis horas de retraso y desde una altura mayor que en ninguna misión anterior, 20,1 km. A unos 4.000 metros Young ya veía el lugar de alunizaje completo, y a unos 2.200 metros el módulo se inclinó hacia su posición final. Orion se posó a las 104 horas, 29 minutos y 35 segundos de misión —las 02:23:35 UT del 21 de abril—, unos 270 metros al norte y 60 al oeste del punto previsto, una desviación irrelevante disponiendo del vehículo lunar. El retraso obligó a rehacer el plan: la misión pasaría un día menos en órbita lunar tras la estancia en superficie, y el tercer paseo se recortó de siete a cinco horas para que la tripulación pudiera dormir mejor.

Al bajar la escalerilla, Young se convirtió en el noveno ser humano en pisar la Luna y saludó a la «misteriosa y desconocida Descartes» anunciando que el Apolo 16 iba a cambiar su imagen. Duke le siguió como décimo. Descargaron el vehículo lunar, la cámara ultravioleta y el resto del equipo; al primer intento la dirección trasera del vehículo no respondía, aunque volvió a funcionar poco después. Durante toda la estancia Young condujo y Duke hizo de navegante, un reparto constante en las misiones J.

Tras desplegar el ALSEP sufrieron el percance más lamentable de la jornada: Duke había colocado ya la primera sonda del experimento de flujo de calor cuando Young, que con el voluminoso traje no se veía los pies, enganchó el cable con la pierna y lo arrancó. Houston descartó repararlo por el tiempo que exigía. Unas cuatro horas después de empezar la salida se dirigieron al cráter Plum, en el borde del cráter Flag, a 1,4 km del módulo, con la idea de que había atravesado el regolito hasta la formación Cayley. Allí Duke recogió, a petición de Houston, la roca más grande de todo el programa, una brecha bautizada Big Muley en honor del geólogo jefe de la misión, William Muehlberger. Siguieron hasta el cráter Buster, desde donde fotografiaron Stone Mountain y South Ray, y Young instaló el magnetómetro portátil. Ya entonces los científicos empezaban a dudar: no aparecía ni rastro de material volcánico. Antes de volver, Young hizo el famoso «Gran Premio», una exhibición de conducción que Duke filmó en 16 mm y que en el Apolo 15 había fallado por la cámara. La salida duró 7 horas, 6 minutos y 56 segundos.

El objetivo del segundo día era subir por la ladera de Stone Mountain, con unos 20 grados de pendiente, hasta un grupo de cinco cráteres llamado Cinco. A 3,8 km del módulo y 152 metros por encima del fondo del valle, alcanzaron la mayor altura sobre el módulo lunar de todo el programa, con una vista de South Ray que Duke calificó de espectacular. Siguieron por varias estaciones: en la 5, un cráter de 20 metros, buscaban material de Descartes sin contaminar por los derrubios de South Ray; en la 6 esperaban muestrear la formación Cayley; en la 8, sobre un rayo de South Ray, recogieron durante una hora brechas blancas y negras y rocas cristalinas ricas en plagioclasa. Allí, al acercarse a ayudar a Duke, Young golpeó y arrancó la prolongación del guardabarros trasero del vehículo. En el «solar vacío» de la estación 9 pasaron unos 40 minutos, y en la última parada, entre el ALSEP y el módulo, extrajeron un testigo doble y midieron la resistencia del suelo con un penetrómetro. Houston les concedió diez minutos extra. Con 7 horas, 23 minutos y 26 segundos, la salida batió el récord del Apolo 15.

El último día en la superficie estuvo dedicado a North Ray, el cráter más grande visitado por cualquier expedición Apolo: un kilómetro de ancho y 230 metros de profundidad. A 4,4 km del módulo, fotografiaron su interior y se acercaron a un bloque más alto que un edificio de cuatro plantas, House Rock, acribillado por micrometeoritos; sus muestras dieron la puntilla a la hipótesis volcánica. De camino a la estación 13 establecieron un récord de velocidad lunar, unos 17,1 km/h cuesta abajo, y bajo el bloque de «Shadow Rock» tomaron suelo permanentemente en sombra. Antes de entrar, Duke dejó en el suelo una foto de su familia, firmada al dorso por ellos, y una medalla conmemorativa del 25.º aniversario de la Fuerza Aérea; Young aparcó el vehículo a unos 90 metros al este, en el llamado punto VIP, para que su cámara, manejada desde Houston, filmara el despegue. La salida duró 5 horas y 40 minutos. En total, los dos astronautas pasaron 71 horas en la Luna, caminaron fuera 20 horas y 14 minutos, recorrieron 26,7 km con el vehículo y reunieron 95,71 kg de rocas y suelo.

Mientras tanto, Mattingly había situado Casper en una órbita de 98,3 por 125,6 km para trabajar con la bahía científica, una agenda aún más apretada cuando se decidió volver un día antes. Los contratiempos se sucedieron: al encender la cámara panorámica saltó la alarma general por una caída de tensión —quizá debida a unos calefactores que se activaron a la vez—, muchas fotos salieron sobreexpuestas, la cámara cartográfica tuvo problemas con su parasol y el altímetro láser fue perdiendo precisión hasta fallar justo antes de su último uso. El brazo del espectrómetro de masas, que no se recogía del todo, acabó atascado casi desplegado y hubo que desprenderse de él. Aun así, la cámara panorámica captó el área de Descartes con Orion visible, y Mattingly, el primer piloto de módulo de mando en observar con prismáticos, comprobó que desde la órbita la formación Descartes no tenía nada de especial.

Con el visto bueno de James Irwin desde Houston, la etapa de ascenso despegó mientras la cámara del vehículo seguía sus primeros instantes; seis minutos después, a unos 5.000 km/h, estaba en órbita. Tras el acoplamiento, Young y Duke limpiaron la cabina para no llevar polvo lunar a Casper y trasladaron las muestras. Al día siguiente soltaron la etapa de ascenso, pero, probablemente porque no se accionó cierto interruptor antes de cerrarla, empezó a dar tumbos y no pudo ejecutar el encendido que debía estrellarla junto al sismómetro. Quedó en órbita; su punto de impacto sigue sin conocerse, aunque un estudio de 2023 apunta al 29 de mayo de 1972. A continuación liberaron el PFS-2 y, en la órbita número 65, el motor principal —el mismo que había provocado la alarma— funcionó sin fallos para devolverlos a casa.

En el viaje de vuelta, a unos 320.000 km de la Tierra, Mattingly salió al exterior durante algo menos de hora y media para recuperar los chasis de película de las cámaras de la bahía científica, con Duke asomado a la escotilla. Fue la segunda actividad extravehicular de la historia en el espacio profundo, lejos de cualquier planeta, y aún es una de solo tres, todas de misiones J. Durante la salida instaló el MEED, un experimento exclusivo del Apolo 16 para estudiar la respuesta de los microbios al entorno espacial. El penúltimo día hubo una rueda de prensa de veinte minutos con preguntas de periodistas.

Poco antes de la reentrada, el módulo de mando se separó del de servicio, que se desintegró en la atmósfera. La cápsula entró a unos 11 km/s y su escudo alcanzó entre 2.200 y 2.480 °C. Amerizó en el Pacífico a las 265 horas, 51 minutos y 5 segundos del despegue, el 27 de abril de 1972 a las 19:45:05 UT, a unos 350 km al sudeste de Kiritimati (isla de Navidad). El portaaviones USS Ticonderoga recogió a los tres astronautas, que estaban a bordo 37 minutos después.

El análisis de las rocas confirmó que la formación Cayley no era volcánica; de la formación Descartes no se pudo concluir tanto, porque no estaba claro qué muestras procedían de ella, pero tampoco Stone Mountain dio indicio alguno de vulcanismo. Las rocas se parecían mucho a las de Fra Mauro, el lugar del Apolo 14. Los geólogos admitieron que habían estado tan convencidos del origen volcánico que no escucharon otras opiniones, y que habían confiado en exceso en analogías con la Tierra, cuya historia geológica comparte poco con la de la Luna. La conclusión fue que en la Luna apenas hay montañas volcánicas. Las imágenes ultravioletas, por su parte, permitieron descubrir dos nuevos cinturones aurorales en torno a la Tierra.

Young y Duke fueron suplentes del Apolo 17. Duke dejó la NASA en diciembre de 1975. Young fue jefe de astronautas entre 1974 y 1987, mandó el primer vuelo del transbordador, el STS-1 de 1981, y el STS-9 de 1983, con el que fue el primer ser humano en viajar seis veces al espacio; se retiró en 2004. Mattingly mandó el STS-4 en 1982 y el STS-51-C en 1985, año en que dejó la agencia.

La cápsula Casper llegó a la base aeronaval de North Island, junto a San Diego, el 5 de mayo de 1972. Tres días después, el equipo con el que se vaciaba el combustible tóxico sobrante del control de reacción estalló en un hangar: 46 personas fueron hospitalizadas en observación y la cápsula sufrió un corte en un panel. Tras pasar de la NASA a la Smithsonian en noviembre de 1973, hoy se expone en el U.S. Space & Rocket Center de Huntsville. La tercera etapa S-IVB se estrelló a propósito contra la Luna, pero un fallo de comunicaciones impidió saber dónde hasta enero de 2016, cuando el Lunar Reconnaissance Orbiter la localizó en Mare Insularum, a unos 260 km al sudoeste del cráter Copérnico. El vehículo lunar sigue en Descartes. Y en 2006, tras el paso del huracán Ernesto por Bath (Carolina del Norte), un niño de once años encontró una chapa metálica con el emblema desvaído de la misión: la NASA confirmó que era un trozo de la primera etapa del Saturn V del Apolo 16, y en 2011 invitó a la familia al lanzamiento del STS-135, el último vuelo del transbordador.