КА для доставки образца лунного грунта на Землю.

Схема полёта такая: РН «Протон» выводит КА на опорную орбиту (очень низкую геоцентрическую орбиту). Затем 4-я ступень РН выводит КА на траекторию полёта к Луне. В пути намечены 2 плановые коррекции орбиты: 1-я коррекция - 10,4 м/с (Л-16), 10,6 м/с (Л-18), 10,4 м/с (Л-20), 7,6 м/с (Л-23), 8 м/с (Л-24). 2-я коррекция - 1,1 м/с (Л-16), 1,1 м/с (Л-18), 0,7 м/с (Л-20), 0,7 м/с (Л-23), 0,7 м/с (Л-24),

Затем КА с помощью собственной ДУ переводился на селецентрическую орбиту. Импульс торможения для выхода на ОИСЛ - 902,5 м/с (Л-16), 906,6 (Л-18), 894,7 (Л-20), 857,6 м/с (Л-23), 845,4 м/с (№412, расч.), 858,5 м/с (Л-24).

Для формирования селец. орбиты с целью посадки в нужном районе выполнялись 2 коррекции: 1-я коррекция - 19,1 м/с (Л-16), 19,0 м/с (Л-18), 18,4 м/с (Л-20), 18,6 м/с (Л-23), 18,5 м/с (Л-24) 2-я коррекция - 18,2 м/с (Л-16), 18,0 м/с (Л-18), 17,6 м/с (Л-20), 18,2 м/с (Л-23), , 18,3 м/с (Л-24).

Затем КА шёл на посадку. Торможение для схода с ОИСЛ и посадки на Луну - 1764 м/с (Л-23). Специальный бур бурил отверстие в грунте Луны и помещал образец в возвращаемую ракету (ВР). После этого возвращаемая ракета стартовала. Расчетный импульс старта ВР с Луны - 2713,4 м/с (Л-16), 2708,2 м/с (Л-20), 2641,1 м/с (№412, расч.). Располагаемый запас ДУ по импульсу - 2695 м/с. (№412, расч.). Никакой коррекции на пути к Земле не предусматривалось. Ракета перед стартом ориентировалась в момент старта на лунную вертикаль, дожидалась заранее определённого момента старта и набирала точно заданную скорость. Этого оказалось достаточно, чтобы попасть не только в Землю, но и на территорию СССР, а в случае с "Луной-16" попали и в сам космодром. Перед вхождением в атмосферу Земли отделялся контейнер с парашютом, образцом грунта и радиомаяком. В атмосфере открывался парашют, включался радиомаяк и лунный грунт прибывал на Землю.

Масса КА при выходе на траекторию к Луне 5720 кг (Л-16), 5778 (или 5720) (Л-18), 5789 (Л-20), 5797,6 кг (Л-23), 5810 кг (№412, расч.), 5797 кг (Л-24)

Масса на ОИСЛ - 4299,6 кг (Л-20)

Масса ВР 516,4 кг (Л-16), 513,2 (Л-18), 520 (Л-20), 516,5 кг (Л-23), 518,3 кг (№412, расч.)

Масса ВР после отсечки ДУ - 212,4 кг (Л-16), 212,76 кг (Л-20), 215,98 кг. (№412, расч.)

Масса доставленного грунта - 101 г (Л-16), 55 г (Л-20), 170 г. (Л-24)