Als iemand in 1971 had toegekeken hoe de Falcon-maanmodule van Apollo 15 naast de Apennijnen van de maan afdaalde, dan hadden ze dit gezien. ESA-onderzoekers, werken met het Britse bedrijf Timelab Technologies, historische missies naar de maan nabootsen in high-definition 360 virtual reality, als een manier om nieuwe inzichten te verkrijgen uit oude instrumentgegevens, en om te helpen bij het plannen van nieuwe missies voor later dit decennium.

Apollo 15 was een van de meest ambitieuze van de zes maanlandingen, een bergketen oversteken die hoger is dan de Himalaya voordat hij landt naast Hadley Rille, een langgerekt canyon-achtig kanaal.

"We bezoeken deze missies opnieuw om hun gedetailleerde houdingsgeschiedenis opnieuw te creëren als een manier om verschillende wetenschappelijke metingen die ze hebben gedaan opnieuw te analyseren, zoals optische beeldvorming of röntgenspectroscopie, ", legt ESA-projectwetenschapper Erik Kuulkers uit. "Door positioneringsgegevens te combineren met een zeer gedetailleerd digitaal hoogtemodel van het maanoppervlak, we kunnen precies weten waar de instrumenten op wezen terwijl ze hun resultaten registreren.

"Om te beginnen kozen we Apollo 15 als de eerste van de op wetenschap gerichte bemande 'J-type missies' naar de maan, die extra wetenschappelijke ladingen droeg - inclusief instrumenten voor teledetectie om het maanoppervlak te observeren vanaf de Command Service Module (CSM) in een baan om de aarde - voor een langer verblijf. Daarnaast hebben we ESA's 2003 SMART-1 naar de maan gesimuleerd, die zonne-elektrische voortstuwing testte tijdens het uitvoeren van wetenschappelijke observaties van het maanoppervlak."

Het project, gevestigd in het ESAC-astronomiecentrum van ESA in Spanje, maakt gebruik van gespecialiseerde software genaamd SPICE, gebruikt om planetaire waarnemingen te plannen en te interpreteren. De naam is een samenvatting van de functionaliteit:'S' voor ruimtevaartuig, "P' voor planeet (of meer in het algemeen doellichaam), "I' voor instrumentinformatie, 'C' staat voor oriëntatie-informatie en 'E' voor evenementen, wat betekent missie-activiteiten, zowel gepland als ongepland.

Hoewel de software is ontwikkeld door NASA's Jet Propulsion Laboratory, ESA heeft een eigen SPICE-service bij ESAC, en gebruikt het om observaties te plannen en gegevens te analyseren voor missies zoals Mars Express, Venus-Express, Rosetta, de ExoMars Trace Gas Orbiter en de ESA-JAXA BepiColombo naar Mercurius - inclusief het simuleren van zijn recente vlucht langs de aarde. Dit nieuwe project toont aan dat een gelijkwaardige analyse kan worden uitgevoerd voor nog oudere missies.

ESA SPICE Service engineer Alfredo Escalante López legt uit:"Voor Apollo 15, zijn baan rond de maan werd geconstrueerd met posities en snelheden die zijn vastgelegd in hulpgegevens van de Gamma Ray Spectrometer, het bestuderen van de samenstelling van het maanoppervlak. Vervolgens werd het richten van de instrumenten afgeleid met behulp van aanvullende houdingsinformatie van een ander instrument, de röntgenfluorescentiespectrometer.

"Deze twee instrumenten waren samen gemonteerd in de Scientific Instrument Module (SIM) van CSM. Om de nauwkeurigheid van onze recreatie te controleren, gingen we door met het vergelijken van afbeeldingen die waren verzameld door de Mapping Camera met zichtbaar licht, ook in de SIM met onze kunstmatig gegenereerde views.

"Hetzelfde end-to-end proces werd toegepast op de SMART-1 orbiter, wat resulteert in een real-time weergave van het maanoppervlak die kan worden vergeleken met de beelden die destijds werden vastgelegd door het Advanced Moon micro-Imager Experiment, AMI, aan boord van het ruimtevaartuig."

Het digitale maanhoogtemodel dat voor dit project is gebruikt, is van de hoogst mogelijke nauwkeurigheid, down to a minimum resolution of just 5 m, combining terrain elevation measurements from laser altimeters aboard NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter and the Japan Exploration Aerospace Agency's Kaguya with optical views from LRO's Wide and Narrow Angle Cameras.

"Getting to know the moon so well is of much more than simply historical interest, " adds ESA operations scientist Simone Migliari.

"ESA's Pilot navigation system will use feature tracking techniques akin to facial recognition software to guide future missions down to some of the most challenging terrain on the moon. This will start with Russia's Luna-27, headed to the south polar region in 2025, where it will carry an ESA-made payload called Prospect, with a robotic drill to search out lunar water ice and resources."

The team have also visualized key aspects of the missions they're studying in high-precision 3-D scenarios for public consumption, including Apollo 15's lunar orbit, its LM landing and a drive around the landing site on the Lunar Rover.

ESA SPICE Service coordinator Marc Costa Sitjà says:"We aim to provide new ways of displaying and validating scientific measurements, while also offering a new immersive way for the general public to relive the excitement of these legacy missions."