Пока астронавты Аполло́на-15 Дэвид Скотт (командир экипажа) и Джеймс Ирвин (пилот лунного модуля) исследовали поверхность Луны в районе Хэдли—Апеннины, у каньона Хэдли Рилл, пилот командного модуля Альфред Уорден почти трое суток работал один на окололунной орбите. Командно-служебный модуль «Аполлона-15» «Индевор» (), в отличие от предыдущих лунных экспедиций, был впервые оборудован модулем научных приборов (). В нём находились: панорамная и картографирующая камеры, спектрометр гамма-лучей, рентгенофлуоресцентный спектрометр, спектрометр альфа-частиц, масс-спектрометр и лазерный высотомер. Уорден подготавливал эти приборы к работе и включал-выключал в строго определённые полётным планом моменты. Чтобы демонтировать и доставить на Землю отснятые кассеты панорамной и картографирующей камер, на обратном пути Уорден впервые в истории совершил выход в открытый космос в межпланетном пространстве.

День первый На 12-м витке после выхода «Аполлона-15» на окололунную орбиту лунный модуль «Фа́лкон» () с Дэвидом Скоттом и Джеймсом Ирвином на борту был отстыкован от командно-служебного модуля. Альфред Уорден отвёл «Индевор» на безопасное расстояние и вскоре перевёл его с орбиты снижения высотой 109,9 км х 19,1 км на почти круговую орбиту 120,8 км х 101,5 км. После того, как на 14-м витке «Фалкон» пошёл на посадку, Уорден начал готовить модуль научных приборов к работе. В начале 15-го витка (каждый виток продолжался почти ровно 2 часа), находясь над обратной стороной Луны, вне зоны радиовидимости, он включил панорамную и картографирующую камеры. Кроме того, Уорден фотографировал на фотокамеру кратеры Гагарин и Циолковский. Пока с «Индевором» не было связи, в Центре управления полётами в Хьюстоне произошла смена диспетчерских команд. Более того, команд стало две: одна начала контролировать параметры миссии на поверхности Луны, другая — параметры орбитальной миссии командно-служебного модуля. Операторов связи (), тех, кто вёл непосредственные радиопереговоры с астронавтами, тоже стало двое.

Во время первого (после прилунения Скотта и Ирвина) пролёта «Индевора» над местом посадки «Фалкона» Уорден, по заданию Хьюстона, с помощью бортового секстанта, дававшего 28-кратное увеличение, провёл наблюдение места посадки. Это было необходимо для уточнения координат лунного модуля, с тем чтобы специалисты на Земле смогли в дальнейшем лучше спланировать поездки астронавтов по поверхности Луны, а после полёта с меньшими погрешностями интерпретировать фотографии, сделанные на Луне Скоттом и Ирвином. На наблюдения у Уордена было 2 минуты 51 секунда. Он доложил Хьюстону, что видит лунный модуль и что «Фалкон» стоит севернее кратера Индекс, примерно на полпути между Индексом и следующим кратером, расположенным в направлении Северного Комплекса кратеров. (До полёта планировалось, что «Фалкон» должен сесть прямо рядом с кратером Индекс). Уорден передал координаты «Фалкона» в ЦУП. Оператор связи сообщил ему, что Дэвид Скотт как раз в это время осуществляет «стоячий» выход из лунного модуля, открыв верхний люк корабля (используемый после стыковок для перехода в командный модуль) и высунувшись наружу по пояс. На послеполётном опросе Уорден рассказывал, что сначала он разглядел в секстант длинную тень (длиной 22 м), которую отбрасывал на поверхности лунный модуль, а после этого смог рассмотреть и сам «Фалкон».

В течение следующего витка Альфред Уорден продолжал работать с панорамной и картографирующей камерами. Панорамная камера () представляла собой модификацию камеры КА-80А, которую ВВС США ставили на свои спутники-шпионы. Аналогичные камеры использовались и на высотных самолётах-разведчиках Lockheed U-2, Lockheed A-12 и Lockheed SR-71. 610-мм объектив панорамной камеры с диафрагмой 3,5 мог различать с высоты 110 км детали размером меньше 2 метров. Длинные полоски лунной поверхности (330 км х 21 км) отображались на одном кадре фотоплёнки размером 114,8 см х 11,4 см. Каждая экспозиция начиналась, когда объектив камеры был отклонён в сторону от вертикали (в плоскости, перпендикулярной плоскости орбиты) на 54°. Затем он поворачивался на 108°, пересекая проекцию орбиты корабля на лунную поверхность. Поворот объектива на 12,5° вперёд-назад (в плоскости орбиты) давал возможность делать стереофотографии для топографического картографирования. Движение корабля по орбите компенсировалось сенсором скорости-высоты, который определял скорость перемещения деталей поверхности в поле зрения камеры и давал сигнал для компенсирующего движения плёнки. Хьюстон сообщил Уордену, что панорамная камера даёт примерно 70 % хороших снимков. Это количество было признано достаточным, поэтому астронавта заверили, что никаких специальных процедур от него не потребуется. (Позже в ходе полёта выяснилось, что сенсор скорости-высоты работал не совсем исправно, что привело к небольшому смазыванию изображений). В общей сложности панорамная камера работала в течение 11 витков, всего на 2-х километрах плёнки «Кодак» ЕК-3414 было получено 1529 пригодных снимков. Кассета с плёнкой весила 32,6 кг.

Картографирующая камера (), в действительности, состояла из двух камер: метрической камеры () и звёздной камеры (), которые работали в связке с лазерным высотомером. Поле зрения 76-мм объектива метрической камеры (диафрагма 4,5) имело угловой размер 74°, поэтому, если камера смотрела прямо вниз, на каждом кадре плёнки отображался квадрат лунной поверхности со стороной 165 км. Разрешающая способность камеры с высоты 110 км составляла порядка 20 м. Высота орбиты «Индевора», измерявшаяся лазерным высотомером с точностью до 1 м, записывалась на фотоплёнке. А точное направление, в котором был повёрнут объектив метрической камеры во время фотографирования, можно было определить с помощью звёздной камеры. Она снимала одновременно с метрической камерой, только не лунную поверхность, а звёзды. 85-мм объектив звёздной камеры (диафрагма 2,8, поле зрения 24°) был повёрнут под углом 96° к оптической оси метрической камеры. Чтобы обе камеры могли работать одновременно, вся конструкция картографирующей камеры во время съёмок выдвигалась на направляющих из модуля научных приборов. Звёздная камера использовалась также в случаях, когда с помощью лазерного высотомера проводились измерения над неосвещённым полушарием Луны. Это позволяло точно определить направление лазерного луча. Картографирующая камера работала в течение 18 витков и в первые часы обратного полёта к Земле. Всего было снято 2240 пригодных фотографий. Кассета весила 10,4 кг

После того, как Альфред Уорден передал Хьюстону координаты «Фалкона», картографирующая камера была оставлена работающей в течение целого витка, включая пролёт над тёмным полушарием. Это позволило собрать комбинированную информацию, которую давали лазерный высотомер и звёздная камера, по всей поверхности Луны под орбитой «Индевора». Поскольку позже с лазерным высотомером возникли проблемы, эти данные оказались единственными в своём роде, собранными в ходе миссии «Аполлона-15». Во время следующего пролёта командно-служебного модуля над местом посадки Центр управления полётами предоставил астронавтам возможность пообщаться между собой по радио. Командира экипажа Дэвида Скотта особо интересовало, видит ли Уорден с орбиты кратер Индекс, потому что сам он никак не мог найти и идентифицировать его во время посадки. Уорден подтвердил, что Индекс и три других кратера, которые были ориентирами для посадки, — Матфей, Марк и Лука — отлично видны с орбиты невооружённым глазом. Уорден добавил, что на этот раз, в отличие от прошлого, он не видит «Фалкон», но уточнил, что место посадки находится севернее кратера Индекс и немного западнее.

В конце этого рабочего дня был поставлен эксперимент по бистатической радиолокации Луны (). Его целью было определение электромагнитных свойств лунной поверхности путём приёма на Земле телеметрической информации и сигналов радиомаяков командно-служебного модуля, отражённых от Луны. В эксперименте были задействованы коротковолновый и УКВ-передатчики, а также все антенны «Индевора». Было необходимо, чтобы радиоволны падали на лунную поверхность наклонно и чтобы угол падения всё время менялся. Для этого Уорден перевёл корабль в медленное вращение вокруг продольной оси со скоростью 0,083° в секунду. Радиосигнал отражался от Луны и принимался на Земле. Сила отражённого сигнала менялась по мере изменения угла его падения на лунную поверхность. Электромагнитные свойства поверхности определялись путём измерения силы отражённого сигнала в зависимости от угла его падения на Луну. Угол, при котором сила отражённого сигнала минимальна, известен, как угол Брюстера. Он определяет электрическую постоянную. По отражённым сигналам можно было судить о неровности и электропроводности лунной поверхности. Коротковолновые сигналы должны были дать информацию о поверхностном слое, а УКВ-сигналы — о толщине слоя реголита, проникнув сквозь него и отразившись от скальных пород. Коротковолновые сигналы принимались на Земле 64-метровой антенной станции дальней космической связи в Голдстоуне, в Калифорнии, а УКВ-сигналы — 46-метровой антенной Стэнфордского университета, тоже в Калифорнии. Эксперимент продолжался в течение всего пролёта «Индевора» над видимой стороной Луны, голосовая связь между Уорденом и ЦУПом в этот период не поддерживалась. В начале 18-го витка у Уордена начался период отдыха.

Бортовые спектрометры В течение всего периода ночного отдыха Альфреда Уордена все четыре бортовых спектрометра, располагавшиеся в модуле научных приборов, оставались включёнными и продолжали собирать и передавать информацию. Масс-спектрометр определял состав и распределение сверхразряжённой лунной атмосферы, активные источники летучих элементов и места искусственного загрязнения. При проведении эксперимента повышенный интерес уделялся областям, лежащим вблизи терминатора, поскольку предполагалось, что именно в этих районах должны наблюдаться концентрации определённых газов. Для учёных были желательны измерения, как минимум, в течение пяти витков по окололунной орбите. Прибор мог идентифицировать атомы 54-х элементов таблицы Менделеева атомной массой от 12 до 66 а.е.м. Масс-спектрометр выдвигался из модуля научных приборов на стреле длиной 7,3 м. Пока Уорден отдыхал, «Индевор» был сориентирован таким образом, что летел соплом маршевого двигателя вперёд. Туда же было направлено и входное отверстие масс-спектрометра, улавливавшее химические элементы. Позднее в ходе миссии масс-спектрометр включался, когда корабль был развёрнут на 180° и летел носом вперёд. Но молекулы, которые удалось уловить при такой ориентации корабля, были отнесены учёными к газам, исходившим от самого командно-служебного модуля.

Спектрометр гамма-лучей, тоже выдвигавшийся на стреле длиной 7,3 м, предназначался для определения химического состава лунной поверхности. Он работал в связке с ещё двумя геохимическими приборами — рентгенофлуоресцентным спектрометром и спектрометром альфа-частиц. Гамма-спектрометр улавливал наведённую гамма-радиоактивность и был способен работать как над освещённой, так и над ночной стороной Луны. Прибор работал в диапазоне от 0,1 до 10 млн электрон-вольт. Рентгенофлуоресцентный спектрометр регистрировал рентгеновское свечение, вызванное взаимодействием рентгеновского излучения Солнца с лунной поверхностью. Это давало информацию о химических элементах, присутствующих в лунной породе. Прибор работал только над освещённой стороной Луны. Во время обратного полёта к Земле он также должен был измерить галактическое рентгеновское излучение. Спектрометр альфа-частиц измерял энергию альфа-частиц, выбрасываемых из лунной поверхности и расщелин в ней в качестве продуктов образования изотопов радона в результате радиоактивного распада урана и тория. Измерения велись в диапазоне от 4,7 до 9,3 млн электрон-вольт. Целью эксперимента было создание карты выбросов альфа-частиц в районах, над которыми пролетал «Аполлон-15». Работа этого прибора не зависела от солнечного освещения.