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Apollo 16: differenze tra le versioni

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* {{cita libro|autore=Matthew Brzostowski|autore2=Adam Brzostowski|titolo=Archiving the Apollo active seismic data|editore=Society of Exploration Geophysicists|mese=Aprile|anno=2009|lingua=en|isbn=no|cid=Brzostowski e Brzostowski, 2009}}
* {{cita libro|autore=Matthew Brzostowski|autore2=Adam Brzostowski|titolo=Archiving the Apollo active seismic data|editore=Society of Exploration Geophysicists|mese=Aprile|anno=2009|lingua=en|isbn=no|cid=Brzostowski e Brzostowski, 2009}}
* {{Cita libro|titolo=Deke! U.S. Manned Space: From Mercury to the Shuttle |cognome1=Slayton |nome1=Donald K. "Deke" |wkautore1=Deke Slayton |cognome2=Cassutt |nome2=Michael |wkautore2=Michael Cassutt |anno=1994 |edizione=1st |editore=[[Tor Books|Forge]] |città=New York |isbn=0-312-85503-6 |oclc=29845663 |lccn=94002463 |cid=Slayton e Cassutt, 1994|url=https://archive.org/details/dekeusmannedspac00slay |lingua=en }}
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* {{Cita libro|curatore-cognome=Swanson |curatore-nome=Glen E. |altri=Foreword by [[Christopher C. Kraft Jr.]] |titolo="Before This Decade Is Out{{nbsp}}...": Personal Reflections on the Apollo Program |serie=The NASA History Series |anno=1999 |editore=NASA |città=Washington, D.C. |isbn=0-16-050139-3 <!--|cid=NASA SP-4223--> |capitolo=Charles M. Duke Jr. |urlcapitolo=https://history.nasa.gov/SP-4223/ch11.htm |cid=Swanson|lingua=en }}
* {{Cita libro|curatore-cognome=Swanson |curatore-nome=Glen |titolo="Before This Decade Is Out{{nbsp}}...": Personal Reflections on the Apollo Program |serie=The NASA History Series |anno=1999 |editore=NASA |città=Washington, D.C. |isbn=0-16-050139-3 <!--|cid=NASA SP-4223--> |capitolo=Charles M. Duke Jr. |urlcapitolo=https://history.nasa.gov/SP-4223/ch11.htm |cid=Swanson|lingua=en }}
* {{cita libro|autore=Paolo Magionami|titolo=Gli anni della luna : 1950-1972: l'epoca d'oro della corsa allo spazio|città=Milano|editore=Springer|anno=2009|isbn=978-88-470-1097-0|cid=Magionami, 2009}}


== Voci correlate ==
== Voci correlate ==

Versione delle 21:48, 29 ago 2020

Apollo 16
Emblema missione
Dati della missione
OperatoreNASA
NSSDC ID1972-031A
SCN06000
Nome veicoloApollo 16 Command and Service Module e Orion
Modulo di comandoCM-113
Modulo di servizioSM-113
Modulo lunareLM-11
VettoreSaturn V SA-511
Codice chiamatamodulo comando:
Casper
modulo lunare:
Orion
Lancio16 aprile 1972
17:54:00 UTC
Luogo lancioJohn F. Kennedy Space Center
Allunaggio21 aprile 1972
02:23:35 UTC
Altopiano Descartes
8° 58' 22.84" S,
15° 30' 0.68" E
Durata EVA lunare1°: 7 o 11 min 2 s
2°: 7 o 23 min 9 s
3°: 5 o 40 min 3 s
Totale:20 o 14 min 14 s
Tempo su superficie lunare71 o 2 min 13 s
Ammaraggio27 aprile 1972
19:45:05 UTC
Oceano Pacifico
0°43′S 156°13′W
Sito ammaraggioOceano Pacifico
Nave da recuperoUSS Ticonderoga (CV-14)
Durata11 g 1 o 51 min 5 s
Rover lunareLRV-2
Peso campioni lunari95,71 kg
Parametri orbitali
Orbitaorbita selenocentrica
Numero orbite lunari64
Tempo in orbita lunare125 o 49 min 32,59 s
Apoapside lunare108,3 km
Periapside lunare20,2 km
Equipaggio
Numero3
MembriJohn Watts Young
Ken Mattingly
Charles Duke
L'equipaggio dell'Apollo 16
Da sinistra a destra: Mattingly, Young e Duke
Programma Apollo
Missione precedenteMissione successiva
Apollo 15 Apollo 17
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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.[1] 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.[2][3][4]

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 totale 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.[5] Una volta che Young e Duke ebbero lasciato la Luna, si ricongiunsero con Mattingly in orbita per poi abbandonare il modulo lunare e mettersi in viaggio vero la Terra. Durante il viaggio di ritorno, Mattingly eseguì una passeggiata spaziale di un'ora per recuperare diverse cassette di film poste all'esterno del modulo di servizio.[2][3]

Il punto di atterraggio dell'Apollo 16 negli altopiani fu scelto per consentire agli astronauti di raccogliere materiale lunare geologicamente più antico rispetto ai campioni ottenuti in tre dei primi quattro allunaggi. Campioni prelevati nell'altopiano Descartes e nel cratere Cayley hanno smentito l'ipotesi che fossero crateri di origine vulcanica.[6]

L'equipaggio

Ruolo Astronauta
Comandante John Watts Young
Quarto volo
Pilota del modulo di comando Ken Mattingly
Primo volo
Pilota del modulo lunare Charles Duke
Primo e ultimo volo

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, sfortunato 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

Ruolo Astronauta
Comandante Fred Haise
Pilota del modulo di comando Stuart Roosa
Pilota del modulo lunare Edgar Mitchell

Pochi mesi prima era stato deciso di ridurre ulteriormente il programma Apollo: infatti l'ultima missione programmata ad allunare era diventata la missione dell'Apollo 17. Per questo motivo la NASA non nominò astronauti giovani o privi di esperienza nello spazio quali componenti l'equipaggio di riserva. Infatti, seguendo il principio attuato in precedenza, tali astronauti avanzavano quali equipaggi principali per la terza missione successiva, pertanto la scelta cadde su astronauti ormai esperti. L'equipaggio di riserva per l'Apollo 16 era composto da 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. Nota interessante è che Edgar Mitchell ebbe la possibilità teorica di diventare il primo astronauta ad allunare per la seconda volta nel caso avesse dovuto sostituire Charles Duke. La possibilità rimase comunque teorica, dato che non vi dovettero essere sostituzioni nell'equipaggio principale.

Equipaggio di supporto

L'equipaggio di supporto (Support Crew) era composto da Philip K. Chapman, Anthony England, Henry Hartsfield, Robert Overmyer e Donald Peterson. Chapman ed England erano sia scienziati che 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.

Stemma della missione

Medaglione commemorativo con lo stemma di Apollo 16

Lo stemma di Apollo 16 è caratterizzato da una rappresentazione di un'aquila calva e uno scudo rosso, bianco e blu, che rappresentano il popolo degli Stati Uniti, su uno sfondo grigio che rappresenta la superficie lunare. Sovrapposto allo scudo vi è il simbolo d'oro della NASA, in orbita attorno alla Luna. Sul suo bordo blu bordato d'oro vi sono 16 stelle, che rappresentano il numero della missione e i nomi dei membri dell'equipaggio: Young, Mattingly e Duke.[7] Lo stemma è stato disegnato partendo dalle idee originariamente presentate dall'equipaggio della missione.[8]

Preparazione e addestramento

I tre astronauti di Apollo 16 con il razzo Saturno V sullo sfondo

I singoli stadi del razzo vettore Saturn V con il numero di serie AS-511 vennero consegnati a Cape Kennedy tra luglio e settembre del 1970. Il modulo di comando dell'Apollo, con il numero di serie CSM-113, venne battezzato Casper, nome di un personaggio di omonimi fumetti. Il modulo lunare, con il numero di serie LM-11, venne invece nominato Orion, dal nome dell'omonima costellazione.

Il 13 dicembre 1971, il razzo perfettamente assemblato venne trasportato verso la rampa di lancio numero 39-A. Il 27 gennaio 1972 dovette essere riportato all'edificio di montaggio - il Vehicle Assembly Building - in quanto furono constatate diverse piccole fessure che dovettero essere riparate prima del lancio. Tali operazioni perdurarono sino al 9 febbraio.

Come ormai solito, l'equipaggio di riserva Haise, Roosa e Mitchell venne incaricato del ruolo di radiofonista di contatto con la capsula - (Capcom). Tale ruolo venne assunto anche dall'equipaggio di supporto Hartsfield, England e Peterson, dall'astronauta dell'Apollo 15 James Irwin, nonché dagli ex-astronauti dell'aeronautica militare americana Robert Overmyer e Gordon Fullerton.

Scelta del luogo di allunaggio

Sito di allunaggio di Apollo 16

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.[2] Poiché Apollo 16 doveva essere la penultima missione nel programma Apollo e non vi erano più hardware o procedure da testare sulla superficie lunare, questa e la successiva (Apollo 17) offrivano agli astronauti 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 al mare, prima che la lava iniziasse a fuoriuscire dall'interno della Luna e inondasse le aree basse e i bacini, nessuno aveva effettivamente visitato gli altopiani lunari.[9]

Apollo 14 aveva visitato e prelevato una cresta di materiale espulso dall'impatto di un meteorite che aveva portato alla formazione del Mare Imbrium. Allo stesso modo, l'Apollo 15 aveva raccolto materiale in questa regione, visitando il bordo del bacino. Rimaneva la possibilità, poiché i siti di atterraggio dell'Apollo 14 e dell'Apollo 15 erano strettamente associati al bacino di Imbrium, che diversi processi geologici fossero prevalenti delle aree degli altopiani lunari più distanti. Diversi membri della comunità scientifica osservarono che gli altopiani lunari centrali potessero assomigliare a regioni terrestri create da processi vulcanici e ipotizzarono che ciò potesse essere avvenuto anche sulla Luna. Speravano che i risultati scientifici della missione Apollo 16 avrebbero fornito una risposta definitiva.[9]

Due possibili luoghi di allunaggi vennero presi in considerazione per l'Apollo 16: 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 componeva il mare lunare. L'età della Formazione di Cayley è stata approssimata all'incirca allo stesso periodo del Mare Imbrium in base alla frequenza locale dei crateri da impatto. La notevole distanza tra il cratere Descartes e i precedenti siti di allunaggio dell'Apollo era ritenuta vantaggiosa per la rete di strumentazione geofisica[10] parte della quale venne dispiegata da ogni spedizione Apollo a partire da Apollo 12.[6]

Il sito di allunaggio ripreso dalla missione Apollo 14, sulla sinistra il cratere Nord Ray e sulla destra cratere Sud Ray

Tre obiettivi scientifici da svolgersi durante la missione furono determinati per essere di primario interesse e di fondamentale importanza: la possibilità di prelevare materiale proveniente da impatti antichi prima della formazione del Mare Imbrium all'interno della parete del cratere; analizzare la composizione dell'interno del cratere; indagare sulla possibilità che vi fosse stata attività vulcanica sulla base del cratere. I geologi temevano, tuttavia, che i campioni ottenuti potessero essere contaminati dall'impatto di Imbrium, impedendo così ad Apollo 16 di ottenere campioni di materiale antecedente. Rimaneva anche la chiara possibilità che questo obiettivo fosse già stato raggiunto dalle missioni Apollo 14 e Apollo 15, poiché i campioni dell'Apollo 14 non erano ancora stati completamente analizzati mentre quelli di Apollo 15 non ancora resi disponibili.[6]

A fronte di tutto ciò venne scelto come obiettivo di Apollo 16 l'altopiano Descartes. In seguito alla decisione, il cratere Alphonsus fu considerato il candidato più probabile per la successiva missione di Apollo 17, ma alla fine venne scartato. Con l'assistenza della fotografia orbitale ottenuta durante la missione Apollo 14, si poté considerare l'altopiano Descartes sufficientemente sicuro per un allunaggio con equipaggio. Nello specifico l'obiettivo era un punto tra due giovani crateri da impatto, i cratere Nord Ray e il cratere Sud Ray, rispettivamente di 1 000 e 680 metri di diametro, i quali costituivano "fori naturali" che penetravano attraverso la regolite lunare nella superficie, lasciando così il substrato roccioso esposto e che quindi poteva essere facilmente prelevato dall'equipaggio.[6]

Dopo aver selezionato il sito di atterraggio dell'Apollo 16, i pianificatori della missione indicarono i crateri Descartes e Cayley, due unità geologiche degli altopiani lunari, come i luoghi più importanti ove prelevare i materiali. La comunità scientifica, infatti, riteneva che queste due formazioni fossero quelle che più probabilmente di origine vulcanica, tuttavia questa ipotesi si dimostrò errata dalla composizione dei campioni lunari prelevati nel corso della missione.[6]

Addestramento

Duke e Young si addestrano a Rio Grande Gorge nel Nuovo Messico

Durante la preparazione della missione, oltre al solito addestramento ai simulatori della Navicella spaziale Apollo, gli astronauti Young e Duke, insieme al comandante dell'equipaggio di riserva, Fred Haise, affrontarono un vasto programma di addestramento geologico che includeva diverse prove sul campo per formarli ai concetti e alle tecniche che avrebbero dovuto utilizzare nell'analisi delle caratteristiche e nella raccolta di campioni sulla superficie lunare. Durante queste escursioni, visitarono e realizzarono descrizioni scientifiche delle caratteristiche geologiche che probabilmente avrebbero incontrato.[11][12][13]

Nel luglio 1971, si recarono a Greater Sudbury, in Ontario (Canada) per effettuare alcune esercitazioni di geologia, la prima volta che astronauti statunitensi fecero questo tipo di addestramento. I geologi scelsero tale area per la presenza di un cratere largo 97 km formatosi circa 1,8 miliardi di anni fa per l'impatto con un grande meteorite.[14] Durante l'addestramento, gli astronauti non indossavano tute spaziali, ma trasportavano apparecchiature radio per conversare tra loro e con lo scienziato-astronauta Anthony England, effettuando procedure che avrebbero impiegato sulla superficie lunare.[15]

Oltre all'addestramento geologico sul campo, Young e Duke si prepararono anche ad utilizzare le loro tute spaziali per adattarsi alla gravità lunare ridotta, raccogliere campioni e guidare il veicolo lunare. Vennero addestrati anche alla sopravvivenza e ad altri aspetti tecnici della missione.[16]

La missione

Lancio e volo verso la Luna

L'equipaggio di Apollo 16 sale sul veicolo che lo porterà alla rampa di lancio

Il lancio di Apollo 16 è stato ritardato di un mese, posticipandolo dal 17 marzo al 16 aprile; questo è stato il primo ritardo nella partenza di una missione del programma Apollo a causa di un problema tecnico. Durante la sospensione, le tute spaziali, uno dei meccanismi preposti alla separazione dei veicoli spaziali e le batterie nel modulo lunare, sono stati modificati e testati.[17] Si temeva che il meccanismo esplosivo progettato per separare l'anello di aggancio dal modulo di comando non fosse in grado di creare una pressione sufficiente. Ciò, insieme a un problema nella tuta spaziale di Young e alcune fluttuazioni della capacità di carica riscontrate nelle batterie del modulo lunare, richiese ulteriori indagini e azioni per risolvere i problemi.[18] Nel gennaio 1972, tre mesi prima della data prevista per il lancio di aprile, un serbatoio del carburante nel modulo di comando fu accidentalmente danneggiato durante un test di routine.[19] Il razzo ha dovuto fare rientro al Vertical Assembly Building (VAB) affinché il potesse essere sostituito per poi ritornare alla rampa di lancio a febbraio, in tempo per il lancio programmato.[20]

Il lancio di Apollo 16 dal Kennedy Space Center il 16 aprile 1972

Il conto alla rovescia ufficiale della missione iniziò lunedì 10 aprile 1972, alle 8:30, sei giorni prima del lancio. A questo punto, l'equipaggio dell'Apollo 16 stava partecipando alle fasi finali dell'addestramento in previsione della partenza. L'11 aprile gli astronauti vennero sottoposti alla visita medica finale.[21] Il 15 aprile, l'idrogeno liquido e l'ossigeno liquido furono pompati nel razzo, mentre gli astronauti riposarono in attesa del decollo previsto per il giorno successivo.[22]

Il lancio avvenne il 16 aprile 1972 alle ore 17:54 UTC dal Launch Complex 39A del John F. Kennedy Space Center di Cape Canaveral, Florida.[23] Il decollo avvenne normalmente; l'equipaggio sperimentò vibrazioni simili a quelle riscontrate dagli equipaggi precedenti. La separazione del primo e secondo stadio del razzo Saturno V avvenne senza problemi; il veicolo spaziale entrò in orbita attorno alla Terra poco meno di 12 minuti dopo aver lasciato la rampa di lancio. Dopo aver raggiunto l'orbita, l'equipaggio trascorse del tempo adattandosi all'ambiente spaziale e preparando la navicella per l'accensione del motore per posizionarsi nella traiettoria di inserzione lunare (TLI). Durante questo periodo trascorso nell'orbita terrestre, l'equipaggio dovette affrontare alcuni piccoli problemi tecnici, tra cui un potenziale problema con il sistema di controllo ambientale e il sistema di controllo dell'assetto del terzo stadio S-IVB del Saturno V; problemi che poterono essere risolti o compensati. Dopo due orbite, il terzo stadio del razzo si riaccese per poco più di cinque minuti, spingendo la navetta verso la Luna a circa 35 000 km/h.[24]

La Terra vista da Apollo 16 poco dopo il decollo

Sei minuti dopo l'accensione del motore dell'S-IVB, il modulo di comando e servizio, contenente l'equipaggio, si separò dal razzo e si spostò per 15 m in avanti prima di girarsi e recuperare il modulo lunare dall'interno dello scompartimento del razzo. La manovra procedette senza intoppi.[25][26] Dopo aver compiuto ciò, l'equipaggio notò che la superficie esterna del modulo lunare emanava particelle da un punto in cui la superficie del LEM appariva lacerata o frantumata; a un certo punto Duke ha stimato che stessero vedendo circa da cinque a dieci particelle al secondo. L'equipaggio è quindi entrato nel modulo lunare attraverso il tunnel di attracco collegandolo al modulo di comando per ispezionare i suoi sistemi, in quel momento non riscontrarono alcun problema rilevante. Una volta in rotta verso la Luna, l'equipaggio mise la navicella spaziale in una modalità "girarrosto" in cui il veicolo ruotava lungo il suo asse maggiore tre volte all'ora per garantire una distribuzione uniforme del calore del Sole sull'astronave. dopo aver lavorato ulteriormente ai sistemi, l'equipaggio poté iniziare il primo periodo di sonno della missione a poco meno di 15 ore dal lancio.[27]

Centro di controllo missione a Houston durante la missione Apollo 16

Quando il centro di controllo missione svegliò l'equipaggio per il secondo giorno di volo, la navicella spaziale si trovava a circa 181 000 km dalla Terra, viaggiando a circa 1 622 m/s. Poiché era previsto che arrivasse in orbita lunare al quarto giorno di volo,[28] il secondo e il terzo giorno furono in gran parte dedicati alla preparazione, svolgendo compiti di manutenzione e di ricerca scientifica. Il secondo giorno, l'equipaggio eseguì un esperimento di elettroforesi, svolto anche su Apollo 14, in cui si è cercato di dimostrare la maggiore purezza delle migrazioni di particelle nell'ambiente a gravità zero. Il resto della giornata includeva un'accensione di due secondi del motore principale del modulo di comando e servizio per modificare la traiettoria del veicolo. Nel corso della giornata, gli astronauti entrarono per la seconda volta nel modulo lunare per ispezionare ulteriormente i sistemi di allunaggio. L'equipaggio ha riferito di aver osservato ulteriori distacchi di vernice da una parte del rivestimento esterno di alluminio del modulo lunare. Nonostante questo, l'equipaggio ha constatato che i sistemi del veicolo spaziale funzionavano nominalmente. Il pilota del modulo di comando Mattingly ha segnalato una spia "blocco cardanico", indicando che la strumentazione della navetta non indicava un assetto. Il problema fu superato facilmente grazie al riallineamento del sistema di guida usando il Sole e la Luna. Alla fine del secondo giorno, Apollo 16 si trovava a circa 260 000 km di distanza dalla Terra.[29]

La Terra vista dall'equipaggio dell'Apollo 16

All'inizio del terzo giorno, la navetta viaggiava a 291 000 km di distanza dalla Terra. La velocità diminuiva costantemente, poiché non aveva ancora raggiunto la sfera di influenza gravitazionale della Luna. La prima parte della giornata è stata in gran parte dedicata alla pulizia, alla manutenzione dei veicoli spaziali e allo scambio di rapporti sulla situazione al Centro Controllo Missione a Houston. L'equipaggio eseguì l'esperimento del lampo di luce, o ALFMED, per indagare sul fenomeno dei "lampi di luce" che erano stati notati dagli astronauti quando l'astronave i trovava al buio, indipendentemente dal fatto che i loro occhi fossero aperti o meno. Si supponeva che ciò fosse causato dalla penetrazione nell'occhio di parte di particelle di raggi cosmici.[30][31] Durante la seconda metà della giornata, Young e Duke entrarono nuovamente nel modulo lunare per accenderlo e controllarne i sistemi, oltre che eseguire le attività di pulizia in preparazione all'allunaggio, riscontrando che i sistemi funzionavano come previsto. Successivamente, l'equipaggio ha indossato le tute spaziali e ha provato le procedure che sarebbero state utilizzate il giorno dell'allunaggio. Poco prima della fine del terzo giorno, a 59 ore 19 minuti e 45 secondi dopo il decollo, a 330 902 km dalla Terra e a 62 636 km dalla Luna, la velocità del veicolo spaziale iniziò ad aumentare man mano che si avvicinava verso la Luna dopo essere entrato nella sua sfera d'influenza gravitazionale.[32]

Dopo essersi svegliato nel quarto giorno di volo, l'equipaggio iniziò i preparativi per la manovra che li avrebbe frenati e inseriti in orbita lunare.[28] Ad un'altitudine dalla superficie lunare di 20 635 è stata espulsa la copertura del vano della strumentazione scientifica. A poco più di 74 ore dall'inizio della missione, l'astronave passò dietro la Luna, perdendo il contatto diretto con il Centro Controllo Missione. Mentre si trovavano dall'altra parte, il motore principale del modulo di comando e servizio si accese per 6 minuti e 15 secondi, frenando l'astronave in un'orbita con un perilunio di 108,0 e un apolunio di 315,6 km.[33] Dopo essere entrati nell'orbita lunare, l'equipaggio iniziò i preparativi per la manovra di inserimento nell'orbita di discesa, modificando ulteriormente la traiettoria orbitale del veicolo spaziale. La manovra ebbe successo, riducendo il perilunio a 19,8 km. Il resto del quarto giorno di volo è stato trascorso compiendo osservazioni e preparando l'attivazione del modulo lunare per il giorno successivo.[34]

Discesa verso la Luna

La superficie lunare vista dal LEM appena allunato

Dopo essersi svegliato per il quinto giorno di missione, l'equipaggio continuò a prepararsi per l'attivazione del modulo lunare e per la successiva discesa sulla Luna. Il braccio che doveva estendere lo spettrometro di massa fuori dal vano strumenti scientifici del CSM risultò bloccato in posizione semi dispiegata. Venne pertanto deciso che Young e Duke lo avrebbero ispezionato visivamente quando sarebbero stati a bordo del modulo lunare dopo essersi sganciati dal CSM. Nonostante che i due astronauti si fossero spostati nel modulo lunare con 40 minuti in anticipo rispetto a quanto programmato, essi completarono i preparativi per l'attivazione del veicolo solo 10 minuti prima di quanto inizialmente programmato a causa si numerosi ritardi nelle operazioni.[26] Terminati i preparativi, effettuarono il distacco dal modulo di comando e servizio con a bordo Mattingly a 96 ore, 13 minuti e 31 secondi dall'inizio della missione.[35][36] Nelle due successive orbite, Mattingly si preparò a spostare la navetta su un'orbita circolare mentre Young e Duke prepararono il modulo lunare per la discesa. A questo punto, durante il test di accensione del motore a razzo del CSM, venne riscontrato un malfunzionamento del sistema di backup. Secondo le regole della missione, in questa situazione il modulo lunare sarebbe dovuto tornare ad attraccarsi al CSM per utilizzare il suo motore per il viaggio di ritorno sulla Terra. Tuttavia, dopo diverse ore di analisi, i controllori di missione decisero che il malfunzionamento poteva essere risolto e gli astronauti sul modulo lunare potevano procedere con l'allunaggio.[3][37] Come conseguenza di tutto ciò, la discesa sulla superficie lunare iniziò con circa sei ore di ritardo rispetto al previsto e ad un'altitudine superiore a quella di qualsiasi missione precedente: 20,1 chilometri. Ad un'altitudine di circa 4 000 m, Young fu in grado di localizzare visivamente il sito di atterraggio nella sua interezza. All'altitudine di 2 200 il modulo lunare ha assunto l'assetto corretto per posarsi sulla superficie. L'allunaggio avvenne a 270 m a nord e 60 m a ovest rispetto al punto prescelto, a 104 ore, 29 minuti e 35 secondi dall'inizio della missione, alle ore 2:23:35 UTC del 21 aprile.[26][38]

Operazioni sulla superficie lunare

Il modulo lunare Orion e il rover sulla superficie lunare.

Dopo essersi posati sulla superficie lunare, Young e Duke iniziarono a spegnere alcuni dei sistemi del modulo lunare per conservare la carica della batteria. Dopo aver completato le regolazioni iniziali, i due astronauti configurarono la navicella per il loro soggiorno della durata prevista di tre giorni sulla superficie lunare, rimossero le tute spaziali ed effettuarono le prime osservazioni geologiche dei dintorni del sito di allunaggio. Dopo aver consumato il pranzo, si prepararono a trascorrere il periodo di sonno sulla Luna.[39][40] Il ritardo fino a questo momento accumulato a causa del malfunzionamento del motore principale del CSM rese necessario apportare alcune modifiche significative al programma della missione: Apollo 16 avrebbe trascorso un giorno in meno in orbita lunare successivamente una volta che le operazioni sulla superficie fossero state concluse al fine di concedere all'equipaggio del tempo ulteriore per compensare eventuali ulteriori problemi. Al fine di migliorare il programma del sonno di Young e Duke, la terza e ultima passeggiata lunare della missione fu ridotta da sette a cinque ore.[26]

La mattina successiva, il quinto giorno di volo, Young e Duke fecero colazione e iniziarono i preparativi per la prima attività extraveicolare (EVA), o passeggiata spaziale.[41] Dopo che i due astronauti ebbero indossato e pressurizzato le loro tute spaziali, procedettero alla depressurizzazione della cabina del modulo lunare; Young si arrampicò su di una piccola piattaforma posta sopra la scaletta di discesa del modulo lunare e ricevette da Duke una borsa piena di rifiuti da gettare al di fuori.[42] Young, quindi, abbassò la sacca contenente le attrezzature da utilizzare durante l'EVA per poi discendere la scala e, posando il piede sulla superficie lunare, diventò il nono umano a camminare sulla Luna.[26] Per la prima volta non si poté assistere in diretta televisiva alla discesa dalla scaletta del LEM dei due uomini dato che la stazione trasmittente del modulo lunare si era guastata. Solo dopo che fu montato il trasmettitore del rover lunare, si poté iniziare a trasmettere le prime immagini dei lavori sulla Luna eseguiti durante questa missione.

Il comandante della missione, John Watts Young, saltella mentre saluta accanto alla bandiera statunitense.

Poco dopo venne raggiunto da Duke che divenne il decimo e il più giovane umano a camminare sulla Luna; aveva 36 anni. Dopo aver messo piede sulla superficie lunare, Duke espresse la sua eccitazione, commentando: "Fantastico! Oh, quel primo piede sulla superficie lunare è super, Tony!".[42] Il primo compito dei due astronauti fu quello di scaricare dal modulo lunare il rover lunare, la Far Ultraviolet Camera/Spectrograph (UVC) , [43] e altre apparecchiature. Alla prima prova di guida del rover lunare, Young scoprì che lo sterzo posteriore non funzionava correttamente e avvisò il centro di controllo missione di questo problema, poi installò la telecamera e piantò la bandiera degli Stati Uniti insieme a Duke. Durante le operazioni condotte sulla superficie lunare, la guida del rover spettò sempre al comandante Young, mentre Duke, il pilota, si occupava della navigazione. Questa divisione delle responsabilità venne utilizzata coerentemente in tutte le missioni J del programma Apollo.[44][45] Il compito successivo della giornata fu quello di disporre l'Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) composto dai seguenti strumenti:

  • un esperimento sismico passivo ed attivo
  • un magnetometro fisso e uno portatile
  • un esperimento di misurazione del flusso di calore
  • un rivelatore per la misurazione della radiazione cosmica
  • più collettori per il vento solare
  • un trasponder per misurare i campi di gravità.
Young nei pressi dell'altopiano Descartes

Mentre stavano parcheggiando il rover lunare, su cui era montata la telecamera televisiva, lo sterzo posteriore iniziò a funzionare senza spiegazioni. Durante l'implementazione di un esperimento sul flusso di calore (andato perduto durante la missione Apollo 13 e tentato con scarso successo su Apollo 15), un cavo venne inavvertitamente spezzato dopo essersi attorcigliato al piede di Young. Dopo aver posizionato ALSEP, gli astronauti raccolsero campioni nelle vicinanze. Circa quattro ore dopo l'inizio dell'EVA-1, salirono sul rover lunare e si diressero alla prima tappa programmata per le osservazioni geologiche, il cratere Plum, un cratere lunare largo 36 metri. Lì, a una distanza di 1,4 km dal modulo lunare, gli astronauti prelevarono materiale dalle vicinanze delle cratere in quanto gli scienziati ritenevano che penetrasse attraverso lo strato superiore di regolite fino alla sottostante al cratere Cayley. Fu lì che Duke raccolse, su richiesta di Centro Controllo Missione, la più grande roccia recuperata da una missione Apollo.[46][47] La tappa successiva della giornata è stato il cratere Buster, posto a circa 1,6 km dal modulo lunare. Lì Duke fece delle foto delle montagne Stone e del cratere Sud Ray mentre Young eseguì un esperimento sul campo magnetico.[48] A quel punto, gli scienziati iniziarono a riconsiderare le ipotesi formulate prima della missione, secondo cui l'altopiano Descartes sarebbe il risultato di un'antica attività vulcanica, poiché i due astronauti non avevano ancora trovato alcun materiale vulcanico. Dopo la loro sosta a Buster, Young fece una dimostrazione del rover lunare mentre Duke riprendeva la scena con una cinepresa da 16 mm.[49] Dopo aver completato ulteriori altre attività presso l'ALSEP, fecero ritorno al modulo lunare per chiudere lo sportello. La prima attività extra veicolare era durata 7 ore, 6 minuti e 56 secondi; una volta che furono all'interno del modulo lunare, fecero un briefing di mezz'ora con gli scienziati al Centro Controllo Missione e, quindi, configurarono la cabina per iniziare il periodo di sonno.[46][50][51]

Duke vicino ad una formazione rocciosa

Poco dopo essersi svegliati, gli astronauti discussero con i controllori del volo a Houston la scaletta degli eventi della giornata.[52][53] L'obiettivo principale della seconda passeggiata lunare era visitare le Stone Mountain e arrampicarsi sul pendio di circa 20 gradi al fine di raggiungere un gruppo di cinque crateri. Dopo che i preparativi per l'attività extraveicolare furono completati, Duke e Young uscirono dal modulo lunare. Saliti, dunque, a boro del rover arrivarono alla prima tappa del giorno, i cinque crateri, a 3,8 km dal punto di allunaggio. Giunti a 152 m sopra il fondovalle, la coppia di astronauti si trovò alla massima altitudine rispetto al modulo lunare mai raggiunta da qualsiasi missione Apollo. Dopo essersi meravigliati della vista, che Duke descrisse come "spettacolare",[54] gli astronauti raccolsero alcuni campioni nelle vicinanze.[46] Dopo aver trascorso 54 minuti sul pendio, salirono nuovamente a bordo del rover lunare e si diressero verso la seconda tappa del giorno, un cratere di 20 m di diametro. Lì speravano di trovare del materiale che non era stato contaminato da ejecta (materiale espulso) del cratere Sud Ray, un grande cratere posto a sud del sito di atterraggio. I campioni raccolti, nonostante la loro origine non sia ancora ben certa, sono, secondo il geologo Don Wilhelms, "una scommessa ragionevole per essere provenienti dall'altopiano Descartes".[46] La tappa successiva, la stazione sei, era un cratere a blocchi di 10 metri di larghezza, dove gli astronauti ritenevano di poter prelevare un campione del cratere Cayley, come evidenziato dal terreno più solido trovato lì. Tralasciando la stazione sette per risparmiare tempo, arrivarono alla stazione otto sul fianco inferiore di Stone Mountain, dove prelevarono campioni di materiale dal cratere Sud Ray per circa un'ora. Lì raccolsero rocce bianche e nere e rocce più piccole e cristalline, ricche di plagioclasio. Alla stazione nove, un'area nota come "Vacant Lot",[55] che si credeva fosse privo di ejecta del cratere Sud Ray, trascorsero circa 40 minuti a raccogliere campioni. Venticinque minuti dopo aver lasciato la stazione nove, arrivarono all'ultima tappa prevista della giornata, a metà strada tra il sito ALSEP e il modulo lunare. Lì scavarono nella superficie e condussero diversi test penetrometrici lungo una linea che si estende per 50 metri ad est dell'ALSEP. Su richiesta di Young e Duke, la passeggiata lunare venne prolungata di dieci minuti. Dopo essere tornati al modulo lunare, risalirono all'interno della cabina, sigillarono il portellone e pressurizzarono l'interno; la seconda attività extra-veicolare era durata 7 ore, 23 minuti e 26 secondi, battendo il record stabilito da Apollo 15.[46][56] Dopo aver mangiato un pasto e aver proceduto a un de-briefing sulle attività della giornata con il Centro Controllo Missione, riconfigurarono la cabina del LEM e si prepararono per il periodo di riposo.[57]

L'astronauta Charles Duke preleva dei campioni lunari

Il settimo giorno di missione è stato anche il terzo e ultimo giorno trascorso da Duke e Young sulla superficie lunare prima di ripartire per ricongiungersi con Mattingly che li aspettava in orbita a bordo del Modulo di Comando e Servizio. Durante l'ultima escursione lunare, gli astronauti avevano il compito di esplorare il cratere Nord Ray, il più grande di tutti i crateri visitati da qualsiasi missione Apollo. Dopo essere usciti dal modulo lunare, i due guidarono il rover a 0,8 km di distanza dal modulo lunare prima di regolare la propria rotta per percorrere 1,4 km verso il cratere Nord Ray. Il viaggio fu più fluido rispetto a quello del giorno precedente, poiché i crateri erano più bassi e vi erano meno formazioni rocciose sul tragitto. Dopo aver superato il cratere Palmetto, le rocce divennero gradualmente più grandi e più abbondanti mentre si avvicinavano al cratere Nord Ray. Giunti sul bordo, si trovavano a 4,4 km di distanza dal modulo lunare e immediatamente scattarono fotografie del cratere largo 1 km e profondo 230 m. Successivamente, si recarono ad osservare anche un grande masso, più alto di un edificio a quattro piani. I campioni ottenuti da questa formazione rocciosa hanno permesso di negare definitivamente l'ipotesi di origine vulcanica. Tale formazione rocciosa presentava numerosi segni simili a fori di proiettile provocati da micrometeoroidi provenienti dallo spazio che avevano colpito la roccia. Circa 1 ora e 22 minuti dopo l'arrivo, partirono per la tappa successiva, un grande spazio con rocce a circa 0,5 km dal cratere Nord Ray. Lungo il tragitto stabilirono il record di velocità sulla Luna viaggiando in discesa a 17,1 chilometri all'ora. Giunti a un masso alto 3 m, che chiamarono "Shadow Rock", procedettero al campionamento del terreno che si trovava in ombra permanente. Durante questo periodo, Mattingly si occupava di preparare il CSM in previsione del loro ritorno, previsto per circa sei ore dopo. Dopo tre ore e sei minuti, i due astronauti tornarono al modulo lunare dove completarono numerosi esperimenti. A breve distanza Duke lasciò una fotografia della sua famiglia e un medaglione commemorativo dell'Aeronautica degli Stati Uniti.[46] Young guidò il rover verso un punto a circa 90 m a est della modulo lunare, in modo tale che la telecamera installata su di esso e controllata da terra potesse riprendere il decollo di Apollo 16 dalla Luna. Quindi rientrarono nella modulo lunare dopo 5 ore e 40 minuti di passeggiata.[58] Pressurizzata la cabina, l'equipaggio iniziò a preparare il ritorno in orbita lunare.[59]

Ritorno ed atterraggio

Decollo del modulo di ascesa del LEM Orion di Apollo 16 dalla superficie lunare

Otto minuti prima di lasciare la superficie lunare, il CAPCOM James Irwin notificò a Young e Duke che stavano per decollare. Due minuti prima, attivarono l'interruttore "Master Arm" e poi il pulsante "Abort Stage", dopo di che attesero l'accensione del motore del modulo di risalita di Orion. Quando si accese, piccole cariche esplosive divisero il modulo di risalita da quello di discesa e i cavi che li collegavano vennero recisi da un meccanismo simile a quello di una ghigliottina. Sei minuti dopo il decollo, a una velocità di circa 5 000 chilometri all'ora, Young e Duke raggiunsero l'orbita lunare.[46][60] Poco dopo riuscirono ad unirsi al Modulo di Comando e Servizio con a bordo Mattingly. Per ridurre al minimo il passaggio della polvere lunare dalla cabina del modulo lunare al CSM, Young e Duke procedettero ad una pulizia della cabina prima di aprire il portello che separava i due veicoli spaziali. Una volta che fu possibile aprire il portello, l'equipaggio riunito si occupò di trasferire i campioni raccolti sulla superficie lunare nel CSM per poi portarli con loro sulla Terra. Una volta completati i trasferimenti, l'equipaggio trascorse un periodo di riposo prima di abbandonare quello che restava del modulo lunare, oramai inutile, che nelle intenzioni doveva schiantarsi sulla Luna.[26]

A causa della mancata attivazione da parte dell'equipaggio di un dato interruttore nel LEM prima di abbandonarlo, non è stato possibile eseguire l'accensione programmata affinché uscisse dall'orbita e si dirigesse contro la Luna; si dovette aspettare quasi un anno affinché finalmente si schiantasse. Prima di lasciare lo spazio, venne messo in orbita un piccolo satellite che venne estratto dalla SIM Bay del modulo di comando dell'Apollo. Si trattò di un modello identico al satellite messo in un'orbita lunare dalla missione dell'Apollo 15. Il suo scopo era quello di eseguire misurazioni relative ai campi magnetici terrestri, nonché per misurare il vento solare in vicinanza della Luna e l'influsso di quest'ultimo sui campi magnetici lunari. La traiettoria fu scelta in una maniera tale che il satellite si schiantò sulla superficie lunare al termine delle misurazioni sopradescritte. Poco meno di cinque ore dopo, sulla sessantacinquesima orbita del CSM attorno alla Luna, venne acceso il motore principale per spingere il veicolo su una traiettoria che lo avrebbe riportato sulla Terra. Il motore eseguì l'accensione in modo impeccabile nonostante il malfunzionamento che aveva ritardato il loro atterraggio diversi giorni prima.[26][61]

Ken Mattingly esegue la sua EVA nello spazio profondo, recuperando cassette di fotografie dall'esterno del CSM

Durante il ritorno sulla Terra, Mattingly eseguì una attività extraveicolare di 83 minuti per recuperare cassette fotografiche dal vano del modulo di strumentazione scientifica del modulo di servizio, con l'assistenza di Duke che rimase al portello del modulo di comando.[62][63] Questa fu la seconda attività extraveicolare della storia ad essere eseguita nello “spazio profondo”, a circa 320 000 km dalla Terra, a grande distanza da qualsiasi corpo planetario. Al 2020, è rimasta una delle tre EVA, tutti eseguite durante le missioni J del programma Apollo, svolte in circostanze simili. Inoltre, Mattingly eseguì un esperimento biologico, il Microbial Ecology Evaluation Device (MEED),[64] L'equipaggio svolse ulteriori compiti di pulizia e manutenzione a bordo del veicolo spaziale e mangiò prima di concludere la giornata.[64]

Il penultimo giorno del volo è stato dedicato in gran parte all'esecuzione di esperimenti, oltre ad una conferenza stampa di venti minuti, svolta durante la seconda metà della giornata. In questa occasione, gli astronauti risposero ad alcune domande relative ai vari aspetti tecnici e non tecnici della missione. Oltre a numerosi compiti di pulizia, gli astronauti prepararono il veicolo spaziale per il suo rientro atmosferico programmato per il giorno successivo. Alla fine dell'ultima giornata trascorsa interamente nello spazio, la navetta si trovava a 143 000 km dalla Terra ad una velocità di 2 100 m/s.[65][66]

L'Apollo 16 appena ammarato, sullo sfondo l'USS Ticonderoga

Quando l'equipaggio venne svegliato per l'ultima giornata di missione, essi si trovavano a circa 83 000 km dalla Terra, viaggiando a poco più di 2 700 m/s. Poco più di tre ore prima dell'ammaraggio nell'Oceano Pacifico, l'equipaggio eseguì un'accensione del motore per effettuare la correzione di rotta finale, modificando la velocità di 0,43 m/s. Circa dieci minuti prima del rientro nell'atmosfera terrestre, il modulo di comando contenente i tre membri dell'equipaggio venne separato dal modulo di servizio, il cui destino sarebbe stato quello di bruciare durante il rientro. A 265 ore e 37 minuti dall'inizio della missione, a una velocità di circa 11 000 m/s, Apollo 16 iniziò il rientro atmosferico. Gli astronauti dovettero sopportare una decelerazione che raggiunse 7,19 g, il valore massimo raggiunto e misurato durante tutte le missioni del programma Apollo. Al suo massimo, la temperatura dello scudo termico arrivò tra i 2 200 e i 2 480 °C. Dopo il dispiegamento del paracadute, il modulo di comando ammarò nell'Oceano Pacifico a 350 km a sud-est dell'isola di Kiritimati 265 ore, 51 minuti e 5 secondi dopo l'inizio della missione.[36] L'astronave e il suo equipaggio vennero recuperati al personale dell'USS Ticonderoga, su cui poterono salire 37 minuti dopo l'ammaraggio.[26][67]

Particles and Fields Subsatellite PFS-2

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Cimeli

Il modulo di comando è attualmente in mostra al U.S. Space & Rocket Center di Huntsville in Alabama.

Parametri della missione

Un campione lunare raccolto durante la missione esposto al museo di Nördlingen.
  • Massa:
    • Massa al lancio: 2.921.005 kg
    • Totale: 46.782 kg
      • Massa del CSM: 30.354 kg, di cui 5.840 kg del CM e 24.514 kg dell'SM
      • Massa del LM: 16.428 kg, di cui 4.971 kg per il modulo d'ascesa e 11.457 kg per il modulo di discesa
  • Orbite terrestri: 3 prima di arrivare sulla Luna, una al ritorno
  • Orbite lunari: 64
  • Perigeo: 166,7 km
  • Apogeo: 176,0 km
  • Inclinazione: 32,542°
  • Periodo: 87,85 min
  • Perilunio: 107,6 km
  • Apolunio: 315,4 km
  • Inclinazione: 168°
  • Periodo: 120 min
  • Coordinate dell'atterraggio: 8.97301° S - 15.50019° E / 8° 58' 22.84" S - 15° 30' 0.68" E

Nota della missione

Il subsatellite dell'Apollo 16 fu lanciato dal CSM mentre esso si trovava in orbita lunare. Il subsatellite trasportava strumenti per esperimenti sul campo magnetico e sulle particelle solari. Venne lanciato il 24 aprile 1972 alle 21:56:09 UTC e orbitò attorno alla Luna per 34 giorni e 425 rivoluzioni. Aveva una massa di 36,3 kg ed era formato da un corpo cilindrico e tre braccia da 1,5 metri circa.

Curiosità

  • Durante la passeggiata lunare effettuata da Charles Duke questi esclamò, dall'emozione, in italiano "mamma mia!"; e prima di andare via dal satellite, volle lasciare una foto di famiglia con la scritta sul retro dei suoi dati personali.[68]

Note

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  67. ^ (EN) Apollo 16: Day 12 - Entry and Splashdown, su history.nasa.gov, Apollo 16 Flight Journal. URL consultato il 1º dicembre 2011 (archiviato dall'url originale il 21 ottobre 2011).
  68. ^ Cento risposte su luna e dintorni - Scienze - Repubblica.it

Bibliografia

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