Двадцать четвёртого сентября 1970 года образцы грунта были доставлены на Землю с помощью автоматической межпланетной станции «Луна-16». Она представляла собой ракету с возвращаемым аппаратом и посадочной ступенью и имела устройство для автоматического бурения лунной почвы.

Хронология забора лунного грунта, его доставки на Землю и передачи советским учёным была следующая:

16 сентября 1970 года «Луна-16» вышла на расчётную селеноцентрическую круговую орбиту.

20 сентября автоматическая космическая станция «Луна-16» совершила мягкую посадку на поверхность Луны в заданном районе Моря изобилия. После посадки на борт была передана команда на ввод в действие грунтозаборного устройства. После окончания бурения лунная порода была помещена в герметичный контейнер возвращаемого аппарата.

21 сентября ракета «Луна–Земля» отправилась в обратный путь. В качестве стартовой платформы была использована посадочная ступень станции.

24 сентября возвращаемый аппарат вошёл в атмосферу Земли и приземлился в районе казахстанского города Джезказган.

25 сентября из гермоконтейнера извлекли лунные породы и произвели их взвешивание — вес грунта составил 101 грамм.

После этого учёные приступили к всестороннему анализу грунта. Он представлял собой тёмно-серый (почти чёрный) мелкозернистый порошок (реголит) с включением более крупных частиц (брекчии) и мелких камешков.

Внимание учёных привлекли образцы брекчий — сцементированных масс, которые состоят из обломков коренных пород и частиц поверхностных пород, спаянных вместе под воздействием высоких давлений и температур. О таких структурах, в частности, размышлял академик Александр Виноградов — организатор и первый директор Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ РАН).

Интуиция не подвела учёных. Состав брекчий однозначно показал, что они образованы при падении метеоритов. В частности, образцы содержали в себе «следы» пород, залегающих глубоко под поверхностью, которые были выброшены при ударе. Помимо прочего, эти образцы дали значимую информацию о внутреннем строении Луны.

Фотографии забора лунного грунта и передачи его советским исследователям хранятся в Архиве РАН.