1970 bis 1973 war er beurlaubt, als er bei der NASAPrincipal Investigator für Feldgeologie bei den Missionen Apollo 16 und 17 war. Er war für die Auswahl des Landungsorts, das geologische Training der Astronauten und die Fundauswertung zuständig. Er war auch Wissenschaftler bei den Skylab- und Apollo-Sojus-Missionen.
Als Experte für Strukturgeologie und Tektonik untersuchte er Bruch- und Faltungszonen insbesondere in Texas, der Türkei, Israel, Neuseeland und Guatemala und Salzstöcke in Texas und Louisiana, aber auch glaziale Geomorphologie in Neuengland. 1966 veröffentlichte er die Basement Map of the United States des US Geological Survey und 1992 bis 1996 die Tectonic Map of North America der American Association of Petroleum Geologists, deren George C. Matson Award (für beste Veröffentlichung) er 1965 erhielt. 1973 erhielt er die Medal for Exceptional Scientific Achievement der NASA und 1999 deren Public Service Medal. 1998 erhielt er den Best Paper Award der Structure/Tectonics Division der Geological Society of America und 1978 den Houston Oil and Mineral Corporation Faculty Excellence Award.
Nach ihm ist Big Muley benannt, eine Mondgesteinsprobe.
Literatur
Alexander E. Gates: A to Z of Earth Scientists, Facts on File 2003