L'Apollo 15 de 1971 était parmi les plus ambitieux des six atterrissages lunaires :le module lunaire Falcon a dû traverser une chaîne de montagnes qui s'élève plus haut que l'Himalaya avant d'atterrir à côté de Hadley Rille, un canal allongé ressemblant à un canyon. Une équipe basée au centre d'astronomie ESAC de l'ESA en Espagne, travailler avec la société britannique Timelab Technologies, a recréé l'atterrissage à l'aide du logiciel SPICE, intégrant un modèle lunaire à haute résolution. Crédit :ESA
Si quelqu'un avait regardé le module lunaire Falcon d'Apollo 15 se diriger vers les montagnes des Apennins de la lune en 1971, alors c'est ce qu'ils auraient vu. Chercheurs de l'ESA, travailler avec la société britannique Timelab Technologies, recréent des missions historiques vers la lune en réalité virtuelle 360 haute définition, comme un moyen d'obtenir de nouvelles informations à partir de données d'instruments d'époque, ainsi que d'aider à planifier de nouvelles missions pour la fin de cette décennie.
Apollo 15 était parmi les plus ambitieux des six alunissages, traverser une chaîne de montagnes qui s'élève plus haut que l'Himalaya avant d'atterrir à côté de Hadley Rille, un canal allongé ressemblant à un canyon.
"Nous revisitons ces missions pour recréer leur historique d'attitude détaillé afin de ré-analyser diverses mesures scientifiques qu'elles ont effectuées, comme l'imagerie optique ou la spectroscopie aux rayons X, " explique Erik Kuulkers, scientifique du projet ESA. " En combinant les données de positionnement avec un modèle numérique d'élévation très détaillé de la surface lunaire, nous pouvons savoir exactement vers quoi les instruments pointaient lorsqu'ils enregistrent leurs résultats.
"Pour commencer, nous avons choisi Apollo 15 comme la première des "missions de type J" en équipage axées sur la science vers la lune, qui transportait des charges utiles scientifiques supplémentaires, y compris des instruments de télédétection pour observer la surface lunaire depuis le module de service de commande (CSM) en orbite, pour des séjours plus longs. De plus, nous avons simulé le SMART-1 2003 de l'ESA sur la lune, qui a testé la propulsion électrique solaire tout en effectuant des observations scientifiques de la surface lunaire."
Une simulation SPICE du module de commande et de service d'Apollo 15 en orbite autour de la lune en 1971. En tant que première des missions Apollo de type J vers la lune, le module transportait des instruments de télédétection supplémentaires. La simulation de son voyage à l'aide d'un modèle numérique haute résolution de la lune permet d'extraire de nouvelles informations à partir de leurs données. Crédit :ESA
Le projet, basé au centre d'astronomie ESAC de l'ESA en Espagne, utilise un logiciel spécialisé appelé SPICE, utilisé pour planifier et interpréter les observations planétaires. Le nom est un résumé de sa fonctionnalité :"S' pour vaisseau spatial, "P' pour planète (ou plus généralement corps cible), "I" pour les informations sur l'instrument, "C' pour information d'orientation et "E" pour événements, c'est-à-dire les activités de la mission, à la fois planifié et non planifié.
Bien que le logiciel soit développé par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, L'ESA gère son propre service SPICE à l'ESAC, et l'utilise pour planifier des observations et analyser des données pour des missions telles que Mars Express, Vénus Express, Rosette, l'ExoMars Trace Gas Orbiter et l'ESA-JAXA BepiColombo vers Mercure, y compris la simulation de son récent survol de la Terre. Ce nouveau projet démontre qu'une analyse équivalente peut être réalisée pour des missions encore plus anciennes.
L'ingénieur de service ESA SPICE Alfredo Escalante López explique :« Pour Apollo 15, son orbite autour de la lune a été construite en prenant des positions et des vitesses enregistrées dans les données auxiliaires du spectromètre à rayons gamma, étudier la composition de la surface lunaire. Ensuite, le pointage des instruments a été dérivé en utilisant des informations d'attitude supplémentaires provenant d'un autre instrument, le spectromètre de fluorescence X.
SMART-1 en orbite. Crédit :Agence spatiale européenne
"Ces deux instruments ont été montés ensemble dans le module d'instruments scientifiques (SIM) du CSM. Pour vérifier l'exactitude de notre récréation, nous avons ensuite comparé les images recueillies par la caméra de cartographie en lumière visible, également dans la SIM avec nos vues générées artificiellement.
"Le même processus de bout en bout a été appliqué à l'orbiteur SMART-1, résultant en un rendu en temps réel de la surface lunaire qui pourrait être comparé aux images capturées à l'époque par l'expérience Advanced Moon micro-Imager, AMIE, à bord du vaisseau spatial."
Le modèle d'élévation numérique lunaire utilisé pour ce projet est de la plus haute précision possible, jusqu'à une résolution minimale de seulement 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."
