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アポロ12号（1969年11月14日～24日）は、アメリカのアポロ計画における6番目の有人飛行であり、月面着陸に成功した2番目の飛行でした。1969年11月14日にNASAによってフロリダ州のケネディ宇宙センターから打ち上げられ、 1969年11月19日に月の「嵐の海」と呼ばれる場所に着陸しました。司令官のチャールズ・「ピート」・コンラッドと月着陸船操縦士のアラン・L・ビーンは、 1日と7時間強にわたって月面活動を行い、司令船操縦士のリチャード・F・ゴードンは月周回軌道上に留まりました。
アポロ11号が失敗していたら、アポロ12号が初の月面着陸を試みる予定だったが、アポロ11号の成功を受けて、アポロ12号は2か月延期され、他のアポロ計画もよりゆったりとしたスケジュールになった。アポロ12号の準備では、アポロ11号よりも地質学の訓練に多くの時間が割かれ、コンラッドとビーンは任務に備えて何度か地質学の現地調査を行った。アポロ12号の宇宙船と打ち上げロケットは、アポロ11号とほぼ同じだった。追加されたものの一つは、月滞在中にコンラッドとビーンが月着陸船内でより快適に休息できるように設計されたハンモックのセットだった。
ケネディ宇宙センターで雨の日に打ち上げられた直後、アポロ12号は2度落雷に見舞われ、計器に不具合が生じたが、損傷は軽微だった。乗組員は補助電源に切り替えることでデータ中継の問題が解決し、ミッションの成功につながったことを発見した。月への往路はそれ以外はほとんど問題がなかった。11月19日、コンラッドとビーンは、1967年4月20日に着陸したサーベイヤー3号探査機から徒歩圏内の予定地点に正確に着陸した。ピンポイント着陸を成功させたことで、NASAは将来のミッションを、宇宙飛行士が科学的に興味深い場所の近くに着陸できるという前提で計画できることを示した。コンラッドとビーンは、原子力で動く科学機器群であるアポロ月面実験パッケージと、アポロ計画で初めて月面に持ち込まれたカラーテレビカメラを携行していたが、ビーンが誤ってカメラを太陽に向けてセンサーが焼損したため、通信が途絶えた。 2回の月面歩行のうち2回目で、彼らはサーベイヤー3号を訪れ、地球への帰還のために部品を取り外した。
月着陸船イントレピッドは11月20日に月面から打ち上げられ、司令船とドッキングした後、司令船は地球へ帰還した。アポロ12号ミッションは11月24日の着水で終了した。
海軍のみで構成されたアポロ12号の乗組員の指揮官は、当時39歳だったチャールズ・「ピート」・コンラッドでした。彼は1953年にプリンストン大学で航空工学の学士号を取得した後、海軍パイロットとなり、パタクセント・リバー海軍航空基地の米国海軍テストパイロット学校を修了しました。彼は1962年に第2期宇宙飛行士に選ばれ、 1965年にジェミニ5号、1966年にジェミニ11号の司令船パイロットとして飛行しました。司令船パイロットのリチャード・「ディック」・ゴードンは、アポロ12号の当時40歳で、ワシントン大学で化学の学位を取得した後、1953年に海軍パイロットとなり、パタクセント・リバーのテストパイロット学校を修了しました。 1963年にグループ3の宇宙飛行士に選ばれ、コンラッドと共にジェミニ11号に搭乗した。[ 6 ] [ 7 ]
コンラッドと組む予定だった月着陸船のパイロットはクリフトン・C・ウィリアムズ・ジュニアだったが、1967年10月、操縦していたT-38がタラハシー近郊で墜落し死亡した。コンラッドは乗組員を編成する際、テストパイロット養成学校で教え子だったアラン・L・ビーンを希望していたが、飛行乗組員運用部長のデーク・スレイトンから、ビーンはアポロ応用計画に配属されているため参加できないと告げられていた。ウィリアムズの死後、コンラッドは再びビーンを要請し、今度はスレイトンが承諾した。[ 8 ]ミッション飛行当時37歳だったビーンは、 1955年にテキサス大学を航空工学の学位を取得して卒業していた。海軍パイロットでもある彼は、1963年にゴードンと共に選ばれ、アポロ12号で初めて宇宙飛行を行った。[ 6 ] [ 9 ]アポロ12号の乗組員3人は、 1969年の初めにアポロ9号の バックアップを務めていた。[ 10 ]
アポロ12号の予備クルーは、司令官がデビッド・R・スコット、司令船操縦士がアルフレッド・M・ウォーデン、月着陸船操縦士がジェームズ・B・アーウィンでした。彼らはアポロ15号のクルーになりました。[ 11 ]アポロ計画では、マーキュリー計画とジェミニ計画で使用された主クルーと予備クルーに加えて、サポートクルーと呼ばれる3番目の宇宙飛行士クルーが指定されました。スレイトンがサポートクルーを作ったのは、アポロ9号の司令官となるジェームズ・マクディビットが、米国各地の施設で準備が進められているため、飛行クルーのメンバーが必要な会議に出席できないと考えたからです。サポートクルーのメンバーは、ミッション司令官の指示に従って支援することになっていました。[ 12 ]通常、彼らは序列が低く、ミッションの規則、飛行計画、チェックリストをまとめ、それらを最新の状態に保ちました。[ 13 ] [ 14 ]アポロ12号では、ジェラルド・P・カー、エドワード・G・ギブソン、ポール・J・ワイツが担当した。[ 15 ]飛行管制官は、第1シフトがジェリー・グリフィン、第2シフトがピート・フランク、第3シフトがクリフォード・E・チャールズワース、第4シフトがミルトン・ウィンドラーであった。[ 16 ]アポロ計画中の飛行管制官の職務記述書は、「飛行管制官は、乗組員の安全と任務の成功のために必要なあらゆる措置を講じることができる」という一文であった。[ 17 ]カプセル通信員（CAPCOM）は、スコット、ウォーデン、アーウィン、カー、ギブソン、ワイツ、ドン・リンドであった。[ 18 ]
アポロ12号の着陸地点選定プロセスは、アポロ11号の着陸地点選定プロセスに大きく影響を受けた。アポロ11号の着陸候補地には厳格な基準があり、科学的関心は主要な要素ではなかった。すなわち、月面赤道付近に位置し、地球から見える月面の周辺部には位置しないこと、月着陸船（LM）が到達する経路に沿って比較的平坦で大きな障害物がないこと、そして月周回探査機（LOO）の写真によってその適性が確認されること、などである。また、ミッションが遅延した場合に備え、西側に別の適切な地点が存在することも望ましいとされた。当初の地点では、太陽が空高く昇りすぎて、望ましい照明条件が得られない場合があったからである。打ち上げが中止になった場合に3日間の再出発期間が必要だったため、見つかった5つの適切な地点のうち、アポロ11号の着陸候補地として指定されたのは3つだけであり、静かの海のアポロ11号着陸地点はその中で最も東に位置していた。アポロ11号が失敗した場合にアポロ12号が初の月面着陸を試みることになっていたため、両チームの宇宙飛行士は同じ場所で訓練を行った。[ 19 ]
アポロ11号の成功を受けて、当初はアポロ12号は静かの海のさらに西にあるシヌス・メディイに着陸することが検討されていた。しかし、NASAの計画調整官ジャック・セヴィアとヒューストンの有人宇宙飛行センターの技術者たちは、1967年にサーベイヤー3号探査機が着陸したクレーターに十分近い場所に着陸し、宇宙飛行士が探査機から部品を切り取って地球に持ち帰ることができるようにすべきだと主張した。その場所はそれ以外にも適しており、科学的にも興味深い場所だった。しかし、アポロ11号が目標地点から数マイルも外れて着陸したことを考えると、NASAの一部の幹部は、アポロ12号が遠すぎて宇宙飛行士が探査機にたどり着けず、NASAが恥をかくのではないかと懸念していた。それにもかかわらず、アポロの探査計画を実行するにはピンポイント着陸の能力が不可欠であり、1969年7月25日、アポロ計画マネージャーのサミュエル・フィリップスは、2つの場所選定委員会のメンバー全員の反対にもかかわらず、後にサーベイヤー・クレーターとして知られることになる場所を着陸地点に指定した。[ 20 ] [ 21 ]
サーベイヤー3号の位置を特定するため、NASAはジェラード・カイパーと共に複数の月面図の作成に携わったユーウェン・ウィテカーを招いた。ウィテカーはNASAよりも高い精度でサーベイヤー1号の着陸地点を発見していた。サーベイヤー3号の画像を分析し、顕微鏡で撮影した数千もの類似のクレーターの写真と比較することで、サーベイヤー3号の近くにある2つの岩石を特定し、それが探査機の位置特定につながった。[ 22 ]
アポロ12号の宇宙飛行士は、ミッションで飛行すると予想される時間ごとに、ミッション固有の訓練に5時間を費やし、乗組員1人あたり合計1,000時間を超えました。[ 23 ]コンラッドとビーンは、アポロ11号のニール・アームストロングとバズ・オルドリンよりも多くのミッション固有の訓練を受けました。[ 24 ]これは、アポロ9号のバックアップ乗組員として受けた1,500時間の訓練に加えてのことです。アポロ12号の訓練には、乗組員1人あたり400時間以上を司令船（CM）と月着陸船（LM）のシミュレーターで費やすことが含まれていました。シミュレーションの一部は、ミッションコントロールのフライトコントローラーとリアルタイムでリンクされていました。月面着陸の練習のために、コンラッドは月面着陸訓練機（LLTV）を操縦しました。[ 23 ]アームストロングが1968年に同様の機体から脱出し、墜落する直前だったにもかかわらず、LLTVでの訓練は引き続き許可されていました。[ 25 ]
アポロ12号のクルーコマンダーに任命されて間もなく、コンラッドはNASAの地質学者と会い、月面活動の訓練はアポロ11号とほぼ同じように行うが、メディアの宣伝や関与は一切行わないと伝えた。コンラッドはジェミニ計画中にマスコミにひどい目に遭わされたと感じており、アポロ11号唯一の地質調査野外調査は、大勢の報道陣が集まり、一部が邪魔をして、ホバリングする報道ヘリコプターのせいで宇宙飛行士同士の声が聞こえにくくなるなど、ほぼ大失敗に終わった。1969年7月にアポロ11号が帰還した後、地質調査に割かれる時間は増えたが、宇宙飛行士たちの関心はアポロ11号のクルーに邪魔されることなくシミュレーターでの訓練時間を確保することにあった。アポロ12号の6回の地質調査野外調査では、宇宙飛行士たちは月面にいるかのように訓練し、サンプルを採取して写真で記録しながら、近くのテントにいるCAPCOMや地質学者と通信した。その後、サンプルの選択と写真撮影における宇宙飛行士のパフォーマンスが評価された。宇宙飛行士たちの不満をよそに、科学者たちは写真記録の手順を何度も変更した。4回目か5回目の変更の後、コンラッドはこれ以上変更しないように要求した。[ 26 ]アポロ11号の帰還後、アポロ12号の乗組員は月のサンプルを見ることができ、科学者からそれらについて説明を受けた。[ 27 ]
アポロ11号は特定の地点ではなく楕円形の着陸ゾーンを目標としていたため、乗組員が選択した場所で実施する地質調査のための横断計画は立てられていなかった。アポロ12号では、ミッション前にNASAの地質チームの一部が乗組員と会合し、コンラッドは彼とビーンのための可能なルートを提示するよう提案した。その結果、月着陸船の4つの潜在的な着陸地点に基づいて4つの横断ルートが作成された。これが地質調査のための横断計画の始まりであり、後のミッションでは複数の組織が関わる相当な取り組みとなった。[ 28 ]
月着陸船LM-6の各段は1969年3月24日にケネディ宇宙センター（KSC）に搬入され、4月28日に結合された。司令船CM-108と機械船SM-108は3月28日にKSCに搬入され、4月21日に結合された。ギアの設置とテストの後、宇宙船を搭載したロケットは1969年9月8日に発射複合施設39Aに搬出された。[ 29 ]訓練スケジュールは計画通り1969年11月1日までに完了し、それ以降の活動は復習を目的としていた。乗組員は、訓練は概ね月ミッションへの十分な準備であったと感じていた。[ 30 ]
アポロ12号で使用されたサターンVロケットSA -507は、アポロ11号で使用されたものと比べて大きな変更はなかった。[ 31 ] アポロ12号のロケットにはさらに17個の計測機器が搭載され、合計1,365個となった。[ 32 ]宇宙船を含むロケット全体の重量は、打ち上げ時に6,487,742ポンド（2,942,790kg ）で、アポロ11号の6,477,875ポンド（2,938,315kg ）から増加した。このうち、宇宙船の重量は110,044ポンド（49,915kg ）で、アポロ11号の109,646ポンド（49,735kg ）から増加した。 [ 33 ]
月着陸船（LM）分離後、サターンVロケットの第3段であるS-IVBは太陽周回軌道へ向かう予定でした。S-IVBの補助推進システムが点火され、月の重力によって太陽周回軌道へ打ち上げられるはずでした。しかし、エラーによりS-IVBは地球脱出速度に達するには高度が高すぎたため、月を通過してしまいました。その後、1971年に地球周回軌道から脱出するまで準安定軌道にとどまりましたが、31年後に一時的に地球周回軌道に戻りました。この物体はアマチュア天文家のビル・ヤングによって発見され、人工物体と判明する前に一時的にJ002E3という名称が付けられました。2021年現在、再び太陽周回軌道にあるこの物体は、再び地球の重力に捕らえられる可能性がありますが、少なくとも2040年代までは捕らえられないでしょう。[ 34 ] [ 35 ]後期の月探査ミッションで使用されたS-IVBは、月面に残された地震計に記録される地震イベントを発生させ、月の構造に関するデータを提供するために、意図的に月に衝突されました。[ 36 ]
アポロ12号宇宙船は、司令船108号と機械船108号（合わせて司令船・機械船108号、またはCSM-108）、月着陸船6号（LM-6）、緊急脱出システム（LES）、および宇宙船・月着陸船アダプタ15（SLA-15）で構成されていた。LESには、打ち上げ直後の緊急脱出時に司令船を安全な場所へ推進するためのロケットモーターが3基搭載されており、SLAには月着陸船が収容され、サターンVロケットと月着陸船の構造的な接続部が設けられていた。[ 29 ] [ 37 ] SLAはアポロ11号のものと同一であったが、LESはより信頼性の高いモーター点火装置の設置のみ異なっていた。[ 31 ]
CSMには「ヤンキー・クリッパー」というコールサインが、LMには「イントレピッド」というコールサインが与えられた。[ 38 ]これらの海に関連した名前は、それぞれのモジュールの主契約者の従業員から提出された数千の提案の中から、海軍の乗組員全員によって選ばれた。[ 39 ] CSMの製造元であるノースアメリカン・アビエーションの飛行試験エンジニア、ジョージ・グラッケンは、そのような船が「新しいアメリカのために誇りと威厳をもって大海原を堂々と航海した」ことから、「ヤンキー・クリッパー」を提案した。イントレピッドは、LMの製造元であるグラマンのプランナー、ロバート・ランバートの提案によるもので、「宇宙探査を継続するというこの国の断固たる決意を想起させ、宇宙飛行士の不屈の精神と困難への耐性を強調する」ものだった。[ 40 ]
アポロ11号の司令船と月着陸船とアポロ12号の司令船と月着陸船の違いは少なく、些細なものだった。[ 31 ]水素分離器が司令船に取り付けられ、ガスが飲料水タンクに入るのを防いだ。アポロ11号にも水素分離器はあったが、司令船の船室にある給水器に取り付けられていた。[ 41 ]水中の水素ガスがアポロ11号の乗組員にひどい腹部膨満感を引き起こした。[ 42 ]その他の変更点としては、着水後に取り付けられる回収ループの強化があり、これにより司令船を回収する水泳隊員は補助ループを取り付ける必要がなくなった。[ 41 ]月着陸船の変更点としては、月面で展開するための科学実験パッケージを搭載できるように構造が変更されたことが挙げられる。[ 43 ]宇宙飛行士が月面で休息する際の快適性を高めるためにハンモックが2つ追加され、アポロ11号で月面で使用されていた白黒テレビカメラの代わりにカラーテレビカメラが使用された。 [ 44 ]
アポロ月面実験パッケージ（ALSEP）は、アポロ宇宙飛行士が月面に設置し、その後自律的に動作して地球にデータを送信するように設計された一連の科学機器でした。[ 45 ] ALSEPの開発は、有人月面着陸計画に反対する一部の科学者（ロボット船の方が月面探査を安価に行えると考えていた）に対するNASAの対応の一環であり、ALSEPの展開などの一部の作業には人間が必要であることを実証しました。[ 46 ] 1966年、ALSEPの設計と製造の契約はベンディックス社に授与されました。[ 47 ]アポロ11号の乗組員が月面で過ごせる時間が限られていたため、より小規模な実験装置群である初期アポロ月面実験パッケージ（EASEP）が飛行しました。アポロ12号はALSEPを搭載した最初のミッションでした。 1つはその後の月面着陸ミッションごとに搭載される予定だったが、搭載されるコンポーネントはそれぞれ異なっていた。[ 45 ]アポロ12号のALSEPは、月着陸船の上昇段が離陸して宇宙飛行士を月周回軌道に戻す際に発生する破片から機器を保護するため、月着陸船から少なくとも300フィート（91メートル）離れた場所に展開される予定だった。[ 48 ]
アポロ12号のALSEPには、月面の磁場を測定する月面磁力計（LSM）、薄い月面大気の密度と温度、およびその変化を測定することを目的とした月面大気検出器（LAD、別名冷陰極ゲージ実験）、月面大気中の荷電粒子を研究することを目的とした月面電離層検出器（LID、別名超熱イオン検出器実験、またはSIDE）、および月面の太陽風の強さと方向を測定する太陽風分光計が含まれていました。太陽風の構成要素を測定する自立型の太陽風組成実験は、宇宙飛行士によって展開され、その後地球に持ち帰られました。[ 49 ]ダスト検出器は、機器に蓄積された月の塵を測定するために使用されました。 [ 50 ]アポロ12号の受動地震実験装置（PSE）は地震計であり、月震や月の地殻のその他の動きを測定し、既知の質量と速度を持つ物体が既知の場所に衝突するという計画されたアポロ12号月着陸船の上昇段の衝突によって較正され、1トンのTNTの爆発力に相当すると予測されていた。[ 51 ]
アポロ12号が月面に残したALSEP実験装置は、送信機、受信機、タイマー、データ処理装置、実験の電力分配と制御のための装置を備えた中央ステーションに接続されていた。[ 52 ]この装置は、原子力委員会が開発した放射性同位体熱電発電機（RTG）であるSNAP-27によって電力供給されていた。プルトニウムを含むアポロ12号に搭載されたRTGは、有人NASA宇宙船で初めて原子力エネルギーが使用された例である。NASAや軍の衛星の中には、以前に同様のシステムを使用したものもあった。プルトニウムのコアは、月着陸船の着陸脚に取り付けられた容器に入れられて地球から運ばれてきた。この容器は、NASAが可能性が低いと考えていたミッション中止の場合の再突入に耐えられるように設計されていた。[ 53 ]この容器はアポロ13号での再突入に耐え、太平洋のトンガ海溝に沈んだが、放射性物質の漏洩はなかったようである。 [ 54 ]
アポロ12号のALSEP実験は、1969年11月19日に地球から起動されました。[ 55 ] LADは起動直後に電源が故障したため、有用なデータはわずかしか得られませんでした。[ 56 ] LSMは、アポロ15号から月面に展開されたもう1つのLSMと同様に、1974年6月14日に停止されました。稼働を続けていたすべての電源付きALSEP実験は、主に予算上の制約により、1977年9月30日に停止されました。 [ 55 ] [ 45 ]
リチャード・ニクソン大統領（現職の米国大統領が有人宇宙船の打ち上げを目撃したのはこれが初めて） [ 57 ]、そしてスピロ・アグニュー副大統領[ 58 ]が出席する中、アポロ12号は1969年11月14日、予定通り協定世界時16時22分00秒（東部標準時午前11時22分、打ち上げ場所の現地時間）にケネディ宇宙センターから打ち上げられた。これは、計画された着陸地点で最適な照明条件で月に到達するための3時間4分の打ち上げウィンドウの開始時であった。[ 59 ] [ 60 ]空は完全に曇り、雨が降っており、上昇中に機体は151.7ノット（280.9 km/h、174.6 mph）の風に遭遇した。これはアポロ計画の中で最も強い風であった。[ 61 ]積乱雲への打ち上げはNASAの規則で禁止されていた。これは免除されており、後に打ち上げロケットがそのような雲に進入しなかったことが判明した。[ 62 ]ミッションが延期されていたら、11月16日に打ち上げられ、サーベイヤーが存在しないバックアップ地点に着陸できたかもしれないが、アポロ11号の成功により月面着陸を達成するための時間的プレッシャーがなくなったため、NASAはサーベイヤー・クレーターに行く次の機会を12月まで待ったかもしれない。[ 63 ]
打ち上げから36.5秒後、サターンVに落雷があり、これは機体自体が引き起こしたものであった。静電気放電により電圧の過渡現象が発生し、3つの燃料電池すべてが停止したため、宇宙船はバッテリーのみで電力を供給されていたが、バッテリーは需要を満たすのに十分な電流を供給できなかった。52秒後の2度目の落雷により、「8ボール」姿勢指示器が故障した。管制センターのテレメトリー信号は乱れたが、サターンVは正常に飛行を続けた。落雷はCSMとは独立して機能するサターンV計器ユニット誘導システムには影響を与えなかった。宇宙飛行士たちは、警告灯と注意灯が点灯したボードを予期せず見たが、何が問題なのか正確には分からなかった。[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]
管制センターの電気・環境・消耗品管理責任者 (EECOM) のジョン・アーロンは、以前のテストで電源喪失により CSM信号調整電子機器 (SCE) が誤動作を起こし、計器からの生信号を管制センターのコンソールに表示できるデータに変換した際のテレメトリ障害のパターンを覚えており、その修復方法を知っていた。[ 65 ] [ 67 ]アーロンは、「フライト、EECOM。SCE を Aux に切り替えてみてください」と呼びかけ、SCE をバックアップ電源に切り替えた。そのスイッチはかなり分かりにくく、フライト ディレクターのジェラルド グリフィン、CAPCOM のジェラルド P. カー、コンラッドの誰もそれが何であるかを知らなかった。月間操縦士 (LMP) として宇宙船のエンジニアを務めていたビーンは、そのスイッチの場所を知っており、スイッチを入れたところ、テレメトリがオンラインに戻り、重大な誤動作は見られなかった。ビーンは燃料電池をオンラインに戻し、ミッションは続行された。[ 65 ] [ 68 ] [ 69 ]地球周回軌道に入ると、乗組員は月遷移軌道投入のためにS-IVB第3段を再点火する前に、宇宙船を慎重に点検した。落雷による深刻な永久的な損傷はなかった。[ 70 ]
当初、落雷によって司令船のパラシュート格納部を開く爆発ボルトが損傷したのではないかと懸念された。地球周回軌道上での中止であろうと月面からの帰還であろうと、パラシュートが展開しなければ宇宙飛行士は死亡するため、中止しても得るものは何もないとして、このことを宇宙飛行士に知らせずに飛行計画を続行するという決定が下された。[ 71 ]ミッション終了時にはパラシュートは展開し、正常に機能した。[ 72 ]
地球軌道上で落雷の危険性を考慮して細心の注意を払って行われたシステムチェックの後、ミッション開始から2時47分22.80秒にS-IVBによる月遷移軌道投入噴射が行われ、アポロ12号は月への軌道に乗った。1時間20分後、CSMがS-IVBから分離し、その後ゴードンは転位、ドッキング、および抽出操作を実行してLMとドッキングし、結合した宇宙船をS-IVBから分離した。その後、S-IVBは太陽周回軌道への到達を試みた。[ 73 ] [ 74 ]この段は、宇宙船の近傍から離れるためにエンジンを噴射した。これは、SMのサービス推進システム（SPS）エンジンを使用してS-IVBから距離を取ったアポロ11号とは異なる点である。[ 75 ]
落雷によって月着陸船が損傷した可能性が懸念されたため、コンラッドとビーンは予定より早く、飛行初日に月着陸船に入り、その状態を確認した。彼らは問題を発見しなかった。30時52分44秒36に、月遷移軌道上で唯一必要だった中間軌道修正が行われ、月着陸船はハイブリッド非自由帰還軌道に乗った。これまでの有人月周回ミッションは自由帰還軌道を採用しており、月周回軌道に入るためのエンジン噴射が失敗した場合でも、地球へ容易に帰還できた。アポロ12号は、ハイブリッド自由帰還軌道を採用した最初の有人宇宙船であり、地球へ帰還するにはもう一度噴射が必要だったが、SPSが故障した場合でも月着陸船の降下推進システム（DPS）で実行できた。ハイブリッド軌道を採用したことで、ミッション計画の柔軟性が高まった。例えば、アポロ12号は昼間に打ち上げられ、予定通り着陸地点に到達することができた。[ 76 ]ハイブリッド軌道を使用したため、アポロ12号は月遷移軌道投入から月周回軌道に到達するまでに8時間余計にかかった。[ 77 ]
アポロ12号は、ミッション時間83:25:26.36に352.25秒間のSPS噴射で、 170.2×61.66海里（315.2×114.2km 、195.9×70.96マイル）の月周回軌道に入った。最初の月周回では、テレビ送信が行われ、月面の高画質ビデオが撮影された。3回目の月周回では、宇宙船の軌道を66.1×54.59海里（122.4×101.1km 、76.07×62.82マイル）の円形にするための噴射が行われ、次の周回で月面着陸の準備が始まった。CSMとLMは107:54:02.3にドッキング解除した。 30分後、CSMによる噴射が行われ、両者は分離した。[ 78 ] CSMのスラスタによる14.4秒間の噴射により、月着陸船が月面着陸に備えて低軌道へ移動するための噴射を開始したとき、2機の宇宙船は2.2海里（4.1km 、2.5マイル）離れることになった。[ 79 ]
LMの降下推進システムは109:23:39.9に29秒間の噴射を開始し、機体を低軌道に移動させ、そこから110:20:38.1に717秒間の動力降下を開始して月面に到達した。[ 78 ]コンラッドは、機体が「ピッチオーバー」すると、サーベイヤー・クレーターを中心とする「スノーマン」と呼ばれるクレーターのパターンが見えるはずだと訓練していたが、認識できるものは何も見えないのではないかと恐れていた。彼はスノーマンがまさにあるべき場所に現れたことに驚き、つまり軌道が正しいことを知った。彼は手動操縦を引き継ぎ、シミュレーションで行ったように、サーベイヤー・クレーター近くの「ピートの駐車場」と呼ばれる場所にLMを着陸させる計画を立てたが、予想以上に荒れていることに気づいた。彼は操縦しなければならなかった[ 80 ]。そして110:32:36.2（1969年11月19日06:54:36 UTC）に月着陸船をサーベイヤー探査機からわずか535フィート（163メートル）の地点に着陸させた[ 81 ] 。これにより、サーベイヤー探査機の近くで精密着陸を行うというミッションの目的の1つが達成された[ 82 ] 。
着陸地点の月座標は南緯3.01239度、西経23.42157度であった。[ 83 ]着陸により、サーベイヤー探査機は高速の砂塵にさらされた。後に、探査機は薄い層で覆われており、宇宙飛行士の観察では茶色に見えたが、直接砂塵にさらされた表面のすべての部分は、月の塵が除去されたことで元の白色に近づいたため、砂塵がサーベイヤーに付着したよりも多くの塵が除去されたことが判明した。[ 84 ]
初期の宇宙飛行士グループの中で最も背の低いコンラッドが月面に降り立ったとき、最初に発した言葉は「やったー！ニールにとっては小さい月だったかもしれないけど、僕にとっては長い月だよ」だった。[ 85 ]これは即興の発言ではなく、 NASAがニール・アームストロングに月面着陸時に何を言うべきか指示したのかと記者オリアナ・ファラチが質問した後、コンラッドはファラチと500ドルの賭けをしていた。コンラッドは後に、そのお金を受け取ることができなかったと語った。[ 86 ]
月面からのテレビ映像の品質を向上させるため、アポロ12号にはカラーカメラが搭載された（アポロ11号のモノクロカメラとは異なる）。ビーンがカメラを月着陸船近くの設置場所に運んだ際、誤ってカメラを太陽に直接向けてしまい、二次電子伝導管（SEC）を破壊してしまった。そのため、このミッションのテレビ中継はほぼ即座に中止された。[ 87 ] [ 88 ]
月面にアメリカ国旗を掲げた後、コンラッドとビーンは最初の船外活動の残りの大部分をアポロ月面実験パッケージ（ALSEP）の展開に費やした。[ 89 ]展開には多少の困難があった。ビーンはRTGのプルトニウム燃料要素を保護容器から取り出すのに苦労し、宇宙飛行士たちはハンマーを使って容器を叩き、燃料要素を外さなければならなかった。ALSEPパッケージの中には展開が難しいものもあったが、宇宙飛行士たちは全ての場合で成功した。[ 90 ] PSEが月着陸船に戻る彼らの足跡を検知できたため、宇宙飛行士たちは月面物質で満たされたコアチューブを確保し、他のサンプルも採取した。最初の船外活動は3時間56分3秒続いた。[ 89 ]
考えられる地質学的横断ルートは4つ計画されており、可変要素は月着陸船がどこに着陸するかであった。コンラッドはこれらの着陸候補地の2つの間に着陸し、最初の船外活動とそれに続く休憩中に、ヒューストンの科学者たちは2つの横断ルートを組み合わせて、コンラッドとビーンが着陸地点からたどることができる1つのルートを作成した。[ 91 ]その結果の横断ルートはおおよそ円形に似ており、宇宙飛行士たちが最初の船外活動を終えてから約13時間後に月着陸船から出てきたとき、最初の目的地は月着陸船から約100ヤード（91メートル）離れたヘッド・クレーターであった。そこでビーンは、コンラッドの足跡の下に明るい物質があることに気づき、北に230マイル（370キロメートル）離れたコペルニクス・クレーターからの噴出物の存在を示唆した。これは、その場所の航空写真を調べていた科学者たちが発見を期待していたものであった。ミッション後、ヘッドから採取されたサンプルによって、地質学者はコペルニクスを形成した衝突の年代を特定することができた[ 92 ]。初期の年代測定によると、約8億1000万年前である[ 93 ] 。
宇宙飛行士たちはベンチ・クレーターとシャープ・クレーターに進み、ハロー・クレーターを通過して、サーベイヤー3号探査機が着陸したサーベイヤー・クレーターに到着した。 [ 57 ]足場が不安定だったり、探査機が倒れてくることを恐れて、彼らは慎重にサーベイヤーに近づき、少し離れた浅いクレーターに降りて、等高線に沿って探査機にたどり着いたが、足場はしっかりしていて探査機は安定していることがわかった。彼らはテレビカメラを含むサーベイヤーのいくつかの破片を回収し、テレビで調査された岩石も持ち帰った。コンラッドとビーンはハッセルブラッドカメラ用の自動タイマーを入手し、ミッションコントロールに知らせずにそれを持参し、探査機と一緒に2人の自撮り写真を撮ろうとしたが、いざ使用しようとしたとき、すでにハンドツールキャリアに入れた月のサンプルの中からそれを見つけることができなかった。[ 94 ]コンラッドとビーンは月着陸船の近辺に戻る前に、サーベイヤー・クレーター内のブロック・クレーターへ向かった。[ 95 ] 2回目の船外活動は3時間49分15秒続き、その間に4,300フィート（1,300メートル）移動した。船外活動中、コンラッドとビーンは月着陸船から最大1,350フィート（410メートル）まで移動し、73.75ポンド（33.45キログラム）のサンプルを採取した。[ 96 ]
LMが出発した後、管制センターが月面着陸に集中していたため、ゴードンはほとんど発言しなかった。着陸が完了すると、ゴードンは祝辞を送り、次の周回で地上のLMとサーベイヤーの両方を発見し、その位置をヒューストンに伝えることができた。最初の船外活動中、ゴードンは軌道変更マニューバ、つまり月の自転を補正するために司令船の軌道を変更する噴射の準備をしたが、コンラッドとビーンが同じ通信回線を使用していたため、ヒューストンとの通信に苦労することもあった。2人の月面歩行者がLMに戻ると、ゴードンは噴射を実行し[ 97 ] 、月面から打ち上げられるLMとランデブーするための適切な位置にいることを確実にした[ 98 ] 。
ゴードンは単独で軌道上にいる間、4台のハッセルブラッドカメラをリング状に配置し、司令船の窓の1つを通して月面に向けて、月面多波長写真実験を行った。各カメラには異なるカラーフィルターが装着されており、それぞれが同時に写真を撮影することで、スペクトルの異なるポイントにおける月面の特徴の見え方を示すことができた。画像の分析により、肉眼では見えない色や通常のカラーフィルムでは検出できない色が明らかになる可能性があり、人類がすぐに訪れることのない場所の構成に関する情報も得られる可能性がある。調査された場所の中には、将来のアポロ計画の着陸地点として検討されていた場所もあった。[ 99 ] [ 100 ]
LMイントレピッドは、1969年11月20日、ミッション時刻143:03:47.78、協定世界時14:25:47に月面から離陸した。数回の操縦の後、3時間半後にCSMとLMがドッキングした。[ 101 ] 147:59:31.6にLM上昇段が切り離され、その後まもなくCSMが操縦して離脱した。地球からの制御の下、LMの残りの推進剤は、アポロ12号の着陸地点から39海里（72 km、45マイル）離れた地点で月面に衝突する燃焼によって消費された。 [ 101 ] 宇宙飛行士が月面に置いていた地震計は、その結果生じた振動を1時間以上記録した。[ 102 ]
乗組員は月周回軌道にさらに1日滞在し、将来のアポロ着陸候補地を含む月面の写真を撮影した。2回目の軌道変更操作は159:04:45.47に行われ、19.25秒間続いた。[ 103 ]
地球帰還途中、司令船ヤンキー・クリッパーを地球に向けて送り出すための地球遷移軌道投入噴射は172時27分16秒81に行われ、130.32秒間続いた。途中で2回の短い中間軌道修正噴射が行われた。最後にテレビ放送が行われ、宇宙飛行士たちはメディアから寄せられた質問に答えた。[ 72 ]地球への帰還途中には十分な休息時間があった。[ 104 ]その出来事の一つは、地球が宇宙船と太陽の間に入ったときに起こった日食の撮影であり、ビーンはそれをミッションで最も壮観な光景だったと述べている。[ 105 ]
ヤンキー・クリッパーは1969年11月24日に地球に帰還し、 244:36:25（UTC 20:58: 24、HST 10:58:24 、着陸地点の現地時間）にサモア南東の南太平洋に着水した。着水は激しく、カメラが外れてビーンの額に当たった。USSホーネットによる回収後、彼らは移動式隔離施設（MQF）に入り、月面サンプルとサーベイヤーの部品は先にヒューストンの月面受入研究所（LRL）に空輸された。ホーネットがハワイにドッキングすると、MQFは降ろされ、 11月29日にヒューストン近郊のエリントン空軍基地に空輸され、そこからLRLに運ばれ、宇宙飛行士たちは12月10日に隔離が解除されるまでそこに留まった。[ 106 ] [ 107 ]
アポロ12号のミッションパッチには、乗組員の海軍出身の経歴が表れています。ミッション当時、3人の宇宙飛行士は全員アメリカ海軍の司令官でした。パッチには、CMヤンキー・クリッパー号を象徴する、月面に到着するクリッパー船が描かれています。船は炎を尾引き、アメリカ合衆国の国旗を掲げています。ミッション名「APOLLO XII」と乗組員の名前は、幅広の金色の縁取りと、小さな青い縁取りで囲まれています。青と金はアメリカ海軍の伝統的な色です。パッチには4つの星が描かれています。1つはミッションに参加した3人の宇宙飛行士、もう1つはコンラッドの乗組員の当初の月着陸船操縦士で、1967年に亡くなり、ミッションに参加するはずだったクリフトン・ウィリアムズを表しています。この星は、彼の後任であるビーンの提案でそこに配置されました。[ 108 ]
この記章は、NASAの請負業者数名の従業員の協力を得て、乗組員によってデザインされた。記章に描かれている月面の部分は、技術者が撮影した月の球体の写真に基づいており、アポロ12号の月面着陸地点もその範囲内にある。クリッパー船は、ビーンが入手した同種の船の写真に基づいている。[ 109 ]
ミッション後、コンラッドは再び宇宙飛行する最良の機会だと考え、乗組員にスカイラブ計画に参加するよう促した。ビーンはそれに応じ、コンラッドは宇宙ステーションへの初の有人ミッションであるスカイラブ2号の船長を務め、ビーンはスカイラブ3号の船長を務めた。[ 110 ]しかし、ゴードンは月面を歩くことをまだ望んでおり、アポロ計画に留まり、アポロ15号の予備船長を務めた。彼はアポロ18号の船長になる可能性が高かったが、そのミッションは中止され、彼は再び宇宙飛行することはなかった。[ 111 ]
アポロ12号の司令船ヤンキー・クリッパーは、パリ航空ショーで展示された後、バージニア州ハンプトンのNASAラングレー研究センターに保管され、1971年7月にスミソニアン博物館に所有権が移管されました。現在はハンプトンのバージニア航空宇宙センターに展示されています。[ 112 ] [ 113 ]
管制センターは、サービスモジュールを切り離した後、遠隔操作でスラスタを噴射し、大気圏を飛び越えて高遠地点軌道に入ることを期待していたが、これを裏付ける追跡データがなかったため、おそらく司令船の再突入時に大気圏で燃え尽きたと結論付けた。[ 114 ] S-IVBは、時折地球の影響を受ける太陽軌道にある。[ 115 ]
1969年11月20日、月着陸船イントレピッドの上昇段が、協定世界時22時17分17.7秒（ 東部標準時午後5時17分）に、南緯3度56分、西経21度12分（南緯3.94度、西経21.20度、北緯-3.94度、南緯-21.20度） （アポロ12号イントレピッド月着陸船衝突）に月面に衝突した。[ 116 ] 2009年、月周回探査機（LRO）は、降下段、ALSEP、サーベイヤー3号宇宙船、宇宙飛行士の足跡が残るアポロ12号の着陸地点を撮影した。[ 117 ] 2011年、LROはより低い高度で着陸地点に戻り、より高解像度の写真を撮影した。[ 118 ]