La Luna

La Luna è l'unico satellite naturale del pianeta Terra. La Luna è il corpo celeste più vicino al nostro pianeta ed è stata oggetto di approfonditi studi astronomici sin dall'antichità, essendo visibile di giorno e di notte e potendone osservare diversi dettagli anche con un semplice cannocchiale.

 

In questa scheda riassuntiva elencheremo le varie caratteristiche della Luna ed in particolare ne presenteremo i parametri orbitali e la struttura morfologica, dopodiché concluderemo occupandoci dell'osservazione della Luna nella storia fino alle missioni spaziali avvenute nella nostra epoca.

 

 

Luna 

 

Caratteristiche della Luna

 

Vediamo quali sono le principali caratteristiche della Luna:

 

Tipo Satellite
Distanza Terra Luna (media) 385 000 km (0,002574 UA)
Perigeo 356 000 km (0,00238 UA)
Apogeo 407 000 km (0,002721 UA)
Velocità orbitale media 0,964 km/s
Mese sinodico 29 giorni 12 ore 44 minuti 2,9 secondi
Mese sidereo 27 giorni 7 ore 43 minuti 12 secondi
Velocità di rotazione (equatoriale) 4,627 m/s

Inclinazione dell'asse

1,5424°

Inclinazione dell'orbita rispetto all'eclittica

5,145396°

Inclinazione dell'orbita rispetto all'equatore terrestre 18,30° - 28,60°

Eccentricità dell'orbita

0,0549

Massa della Luna 7,342 x 1022 kg

(0,0123 volte quella della Terra)
Diametro della Luna 3 476 km
Volume della Luna 2,1958 x 1019 m3

(0,02028 volte quello della Terra) 
Superficie della Luna 37,93 x 1012 m2
Densità media 3,3462 g/cm3
Temperatura sulla Luna (media) -23°C
Temperatura massima 123°C
Temperatura minima -233°C
Pressione alla superficie 3 x 10-10 Pa
Accelerazione di gravità 1,622 m/s2
Atmosfera Assente

 

Riassunto sulla Luna

 

La Luna è un satellite naturale dalle dimensioni ragguardevoli: con un diametro medio di 3476 km (circa 1/4 del diametro della Terra) e una massa di 7,342 x 1022 kg (circa 1/81 della massa terrestre), essa è visibile nel cielo quasi sempre e rivolge sempre la medesima faccia verso il nostro pianeta, come avremo modo di vedere tra pochissimo.

 

 

Orbita della Luna e rivoluzione intorno alla Terra

 

La Luna compie tre movimenti principali. Essa accompagna il nostro pianeta nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, effettuando a sua volta un moto di rivoluzione attorno alla Terra ed un moto di rotazione attorno al proprio asse.

 

L'orbita della Luna intorno alla Terra è fortemente ellittica. Ciò fa si che la distanza tra la Terra e la Luna cambi notevolmente man mano che essa percorre la propria traiettoria intorno al nostro pianeta, passando da 356 000 km (perigeo, punto di minima distanza) a 407 000 km (apogeo, punto di massima distanza). Tale variazione produce un effetto visibile anche ad occhio nudo, infatti la Luna presenta dimensioni apparenti diverse a seconda dei giorni in cui viene osservata, sembrando cioè più piccola o più grande.

 

La Luna percorre la propria orbita intorno alla Terra in senso antiorario. In riferimento al tempo necessario per percorrere una rivoluzione completa, bisogna distinguere tra due periodi di tempo distinti.

 

Da un lato, rispetto alle stelle lontane, la Luna impiega in media un tempo pari a 27 giorni 7 ore 43 minuti e 12 secondi per percorrere un'orbita completa attorno alla Terra. Tale lasso di tempo è detto mese sidereo.

 

D'altra parte, rispetto ad un qualsiasi punto di osservazione sulla Terra, la Luna impiega in media un tempo pari a 29 giorni 12 ore 44 minuti e 2,9 secondi per ripresentarsi esattamente nella stessa configurazione. Tale lasso di tempo viene detto mese sinodico (o mese lunare).

 

La differenza tra il mese sidereo ed il mese sinodico è dovuta al fatto che, man mano che la Luna orbita intorno alla Terra, quest'ultima orbita intorno al Sole. Per tutti gli approfondimenti del caso vi rimandiamo alla spiegazione su mese sidereo e mese sinodico.

 

 

Rotazione della Luna e faccia osservabile dalla Terra

 

Come abbiamo già detto, la Luna oltre ad orbitare intorno alla Terra ruota anche attorno al proprio asse, sotto l'effetto dell'azione gravitazionale del nostro pianeta. In particolare si parla di rotazione sincrona perché il periodo di rotazione coincide con il mese sidereo (27 giorni 7 ore 43 minuti e 12 secondi); per questo motivo la Luna rivolge sempre la medesima faccia verso la Terra.

 

In realtà, la particolare configurazione geometrica dell'orbita e dell'asse di rotazione lunare fanno sì che la porzione di Luna osservabile dal nostro pianeta sia complessivamente superiore alla metà della sua superficie.

 

Infatti, poiché l'orbita è inclinata di circa 5° rispetto all'eclittica, ed essendo l'asse lunare inclinato di 1,5° circa rispetto all'orbita lunare, dalla Terra è possibile vedere fino a 6,5° al di sopra e al di sotto dei poli lunari nel corso di un intero mese sinodico. Tale fenomeno è detto librazione in latitudine.

 

Nel contempo, poiché l'inclinazione dell'asse rimane costante, ma la velocità orbitale della Luna varia anche in funzione della distanza dalla Terra, la Luna è soggetta anche ad una librazione in longitudine. In termini di osservazione, nel proprio moto intorno alla Terra essa sembra oscillare verso est e verso ovest mostrando fino a 7° oltre il proprio bordo.

 

La combinazione degli effetti di librazione in latitudine ed in longitudine fanno sì che la porzione osservabile di Luna sia complessivamente pari al 59% della sua superficie. 

 

 

Orbita della Luna

 

 

Osservazione della Luna

 

Il mese lunare viene scandito da diverse fasi, in concomitanza delle quali la porzione di superficie lunare illuminata dal Sole e visibile dalla Terra varia giorno dopo giorno. Non a caso ci sono sere in cui la faccia della Luna rivolta verso la Terra appare completamente visibile (Luna piena), altre sere in cui essa appare solo parzialmente visibile (Primo quarto e Ultimo quarto) ed altre in cui essa non è affatto visibile (Luna nuova).

 

Per non appesantire troppo questo riassunto abbiamo preferito trattare l'argomento in una scheda a parte, quella dedicata alle fasi lunari.

 

Inoltre, nella sezione di Astronomia online ci sono anche diversi tools dedicati alla Luna, a partire dal calendario lunare. Non perdeteveli! ;)

 

 

Atmosfera della Luna

 

La Luna non ha una propria atmosfera, di conseguenza il cielo lunare appare nero. Inoltre l'assenza di un'atmosfera fa sì che il calore prodotto dai raggi solari non venga né mitigato né irradiato, il che dà luogo a forti sbalzi termici da una temperatura minima di -233°C ad una temperatura massima di 123°C.

 

 

Atmosfera della Luna

 

 

Interno della Luna

 

La struttura interna della Luna è simile a quella della Terra ed è costituita da un nucleo, un mantello ed una crosta, anche se tali strati si presentano con proporzioni di profondità differenti rispetto al nostro pianeta. Il nucleo ha infatti uno spessore ridotto, con un diametro pari a circa 700 km, ed è circondato da un mantello molto spesso che occupa la maggior parte del volume del nostro satellite. Sullo strato più esterno è situata la crosta, con uno spessore che varia tra le due facce lunari: 60 km circa sulla faccia rivolta verso la Terra, 100 km circa sulla faccia opposta.

 

A seguito delle missioni spaziali che hanno interessato la Luna a partire dagli anni '60, sono state dedotte diverse informazioni relative all'esistenza di un'attività vulcanica e di terremoti che hanno interessato il nostro satellite sin dalla sua formazione. In riferimento all'attività tellurica si possono distinguere i terremoti superficiali, i quali hanno origine nel mantello a seguito del riscaldamento prodotto dal nucleo, e i terremoti profondi, i quali hanno una natura ciclica e si ritiene siano prodotti dalla forza di marea esercitata dalla Terra. 

 

 

Superficie lunare

 

La superficie della Luna assomiglia a quella di un nostro deserto ed è caratterizzata dalla presenza di uno strato compatto di polvere di roccia, detto regolite. La morfologia della superficie lunare è estremamente irregolare e presenta ampie depressioni, crateri, dislivelli più elevati e catene montuose con altitudini fino a 6 km.

 

Complessivamente la superficie lunare è costituita da regioni che vengono classificate in mari e terre.

 

I mari sono zone situate al di sotto del livello medio del suolo (sono quindi depressioni) e sono regioni prevalentemente lisce, caratterizzate da un basso numero di crateri e dalla presenza di rocce basaltiche, tipiche dell'attività vulcanica. Costituiti da materiali poco riflettenti, i mari appaiono come zone scure e sono concentrati prevalentemente sulla faccia della Luna visibile dalla Terra. Si ritiene che i mari siano formazioni di origine vulcanica formatesi tra 3,8 e 3,3 miliardi di anni fa.

 

Le terre sono regioni situate al di sopra del livello medio del suolo. Essendo zone più elevate rispetto ai mari, ed essendo costituite da materiali più riflettenti, esse risultano ben più visibili dalla Terra. Inoltre, le terre sono popolate da un ingente numero di crateri prodotti dalla caduta di meteoriti.

 

 

Superficie lunare

 

 

La Luna nella storia dell'Astronomia

 

Nell'antichità si riteneva che la Luna fosse il pianeta più vicino alla Terra. La natura di satellite venne attribuita alla Luna solamente a partire dal XV secolo, quando Copernico ipotizzò che essa orbitasse intorno alla Terra e che quindi non potesse essere un pianeta.

 

Successivamente gli studi astronomici di Galileo Galilei permisero di conoscere molto più nel dettaglio le caratteristiche morfologiche della Luna. Egli infatti, grazie al cannocchiale di sua stessa invenzione, fu in grado di osservarne con precisione la superficie e di classificarne le strutture in mari, montagne e crateri.

 

Nel 1651 vi fu un ulteriore, prezioso contributo da parte di Giovanni Riccioli, astronomo italiano che tracciò una vera e propria Mappa della Luna e attribuì un nome a ciascuna delle strutture lunari della faccia visibile. Fu da allora che si iniziò a parlare di Mare della Tranquillità, Mare della Serenità e Mare delle Tempeste per indicare delle specifiche regioni depressionarie della superficie lunare, mentre per i crateri Riccioli scelse i nomi di celebri astronomi come Copernico e Tycho Brahe, da cui i crateri Copernicus e Tycho.

 

La nomenclatura della Mappa della Luna di Riccoli viene utilizzata tutt'oggi (clicca qui per visualizzarne una ricostruzione) ed è stata poi estesa nell'epoca moderna per le strutture della faccia non visibile, per le quali sono stati utilizzati nomi di personalità celebri nei vari campi dell'attività umana.

 

 

Esplorazione della Luna e missioni lunari

 

Data la vicinanza della Luna rispetto alla Terra, il nostro satellite è stato il primo obiettivo delle missioni spaziali condotte da USA e URSS in tempi di Guerra Fredda.

 

Da un lato, a partire dal 1969 l'Unione Sovietica ha inviato diverse sonde spaziali in prossimità del nostro satellite (progetto Luna), le quali dapprima fotografarono la superficie lunare fino ad atterrare e a prelevare diversi frammenti di rocce, per poi riportarli sulla Terra.

 

I migliori risultati furono però raggiunti dagli Stati Uniti grazie alle missioni del progetto Gemini e del progetto Apollo. Le missioni del progetto Gemini permisero innanzitutto uno studio dettagliato della superficie lunare, volto ad individuare le migliori zone per un potenziale atterraggio. Successivamente la serie di missioni del progetto Apollo culminò con lo sbarco dell'uomo sulla Luna: il 20 Luglio 1969 il modulo Apollo 11 sbarcò sul Mare della Tranquillità e gli astronauti Neil Armstrong e Buzz Aldrin furono i primi uomini a camminare sul suolo lunare, raccogliendo svariati campioni di rocce e scattando numerose fotografie. 

 

Sono celebri le parole pronunciate da Armstrong mentre muoveva i primissimi passi sulla Luna:

 

 

"One small step for a man, one giant leap for mankind"

"Un piccolo passo per un uomo, un grande balzo per l'umanità"

 

Missione lunare

 

 

La Redazione

 

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