La Luna

La Luna

La Luna costituisce l'unico satellite naturale della Terra. Ha un raggio di 1.737 km, poco più un quarto di quello del nostro pianeta, e massa pari a un ottantunesimo di quella terrestre. La densità media è di 3,4 g/cm³ mentre l'accelerazione di gravità è un sesto di quella del nostro pianeta. La Luna non possiede atmosfera e sulla sua superficie non vi è traccia di acqua allo Stato liquido.

La sua forma è apparentemente sferica ma è in realtà un ellissoide a tre assi con il diametro maggiore rivolto verso la terra. I due diametri equatoriali differiscono solo di poche centinaia di metri mentre il diametro maggiore è più lungo di circa un paio di chilometri rispetto a quello polare. 

La Luna orbita attorno alla Terra a una distanza media di 384.400 km, compiendo una rivoluzione completa in 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 11,5 secondi (rivoluzione siderale). L'orbita è ellittica ed inclinata di 5° e 8' rispetto al piano dell'orbita terrestre. Il punto più vicino alla Terra è detto Perigeo, quello più lontano Apogeo. Per compiere l'intero ciclo delle fasi, ovvero per ritornare nella stessa posizione rispetto a un determinato punto della superficie terrestre, impiega invece 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e 2,8 secondi (rivoluzione sinodica o mese Lunare). Il periodo di rotazione è uguale a quello di rivoluzione (27,32 giorni); per questo motivo il satellite rivolge verso il nostro pianeta sempre la stessa faccia.

MOVIMENTI

Moto di rotazione:

Al pari della Terra anche la Luna gira sempre su se stessa ma, per compiere un giro completo impiega molto più tempo rispetto al nostro pianeta.

Il moto si compie nello stesso senso di rotazione terrestre cioè da Ovest verso Est con una durata di 27d 7h 43m 12s uguale a quella del moto di rivoluzione. Per questo motivo la Luna ci mostra sempre la stessa faccia.

La rotazione non è perfettamente uniforme perché la forma di questo corpo non è perfettamente sferica ma ellissoidale; l'attrazione che la Terra esercita sul rigonfiamento equatoriale provoca delle oscillazioni dette librazioni.

L'asse di rotazione della Luna non è normale al piano dell'orbita ma forma con questo un angolo di 6° e 41 per questo, durante la sua rivoluzione vediamo alternativamente il Polo Nord e Sud .

Moto di rivoluzione:

Si muove in senso antiorario lungo un orbita ellittica con la Terra posta in uno dei due fuochi.

L'orbita Lunare interseca il piano dell'orbita terreste in due punti detti nodi. La linea dei nodi è la linea che li congiunge.

Moto di traslazione:

E' il moto che il sistema Terra-Luna compie nella sua rivoluzione intorno al Sole.

LA SUPERFICIE LUNARE

Alla superficie, la temperatura della Luna varia tra un massimo di 127 °C al mezzogiorno Lunare e un minimo di -173 °C subito prima del tramonto del Sole.

Osservato dalla Terra, il nostro satellite mostra alcune regioni scure che fin dall'antichità vengono denominate mari; si tratta di ampie distese di polveri finissime.

Una gran quantità di dettagli è stata rivelata dalle osservazioni al telescopio e dall'analisi delle immagini riprese dalle moderne sonde spaziali. Le caratteristiche visibili della superficie Lunare comprendono crateri, catene montuose, pianure, scarpate e canali. Il cratere più grande, il Bailly, ha diametro di circa 295 km ed è profondo 3960 m, mentre il mare più largo è il Mare Imbrium (mare delle Tempeste), largo circa 1200 km. Le montagne più alte, nelle catene Leibnitz e Doerfel, in prossimità del polo sud Lunare, hanno picchi che raggiungono i 6100 m di altezza, confrontabili con quelli della catena dell'Himalaya. I più piccoli crateri visibili con i telescopi sono di circa 1,6 km di diametro.

L'origine dei crateri Lunari fu a lungo oggetto di discussione; le teorie moderne indicano che quasi tutti si formarono a causa degli impatti violenti di velocissime meteoriti o di piccoli asteroidi, avvenuti, nella maggior parte dei casi, nel corso delle prime fasi della formazione della Luna. Alcuni crateri, canali e picchi conici mostrano invece caratteristiche inequivocabili della loro origine vulcanica.

FASI LUNARI

Si evidenziano quattro fasi Lunari divisi in due sigizie (1° e 3°) e due quadrature (2° e 4°):

Nella prima fase il Sole illumina la parte che non vediamo, la Luna ci appare buia, questa fase è detta di Novilunio;

Abbiamo il primo quarto di Luna (crescente);

Luna piena, plenilunio

Secondo quarto di Luna

La linea ideale che congiunge sigizie e quadrature forma 4 angoli retti.

ECLISSI

Sole Luna Terra

Periodicamente capita che si trovino sullo stesso asse

Se la Luna si trova nel mezzo del sistema Terra-Sole allora avremo un eclissi solare.

Avremmo un eclissi totale di Sole se la Luna si trova in Perigeo poiché è più vicina alla Terra e i dischi solare e Lunare coincidono. Viceversa in Apogeo non avremo un eclissi totale ma anulare.

Se la terra si trova nel mezzo del sistema Sole-Luna allora avremo un eclissi Lunare. Questa sarà totale solo quando si troverà al centro dell'asse Sole-Terra-Luna, parziale se si troverà nella zona detta di penombra.

ORIGINE DELLA LUNA

Prima dell'era moderna delle esplorazioni spaziali, gli scienziati proposero tre teorie principali riguardo all'origine della Luna: fissione dalla Terra, secondo la quale il satellite si staccò dalla Terra quando questa si era appena formata; formazione indipendente in orbita terrestre per condensazione a partire dalla nebulosa solare primordiale; e formazione lontano dal nostro pianeta con conseguente cattura. A partire dal 1975 lo studio delle rocce Lunari e delle fotografie scattate sulla superficie del satellite avvalorarono una nuova ipotesi secondo cui quest'ultimo si sarebbe formato per accumulo di planetoidi.

Impatto di planetoidi

Pubblicata per la prima volta nel 1975, questa teoria sostiene che all'inizio del processo di formazione, almeno 4 miliardi di anni fa, il nostro pianeta venne colpito da un corpo di dimensioni paragonabili a quelle di Marte, detto planetoide. L'impatto catastrofico distrusse sia il corpo sia una parte del nostro pianeta e i detriti, entrati in orbita, si fusero formando la Luna. L'aspetto più debole della teoria dell'impatto di planetoidi è nel fatto che essa implica che la Terra si sia fusa dopo l'impatto, mentre la geochimica terrestre non sembra indicare un processo così radicale.

ESPLORAZIONE DELLA LUNA

Le osservazioni telescopiche del nostro satellite, condotte tra il XIX e il XX secolo, portarono a una conoscenza piuttosto dettagliata della sua faccia visibile. L'emisfero nascosto, fino ad allora inosservato, venne fotografato per la prima volta nell'ottobre del 1959 dalla sonda sovietica Lunik III. Le immagini mostrarono che esso è simile a quello visibile, eccetto per il fatto che non vi sono mari, e che i crateri coprono l'intera superficie Lunare, variando in dimensione da giganteschi a microscopici. Le fotografie scattate negli anni 1964 e 1965 dalle sonde statunitensi Rangers 7, 8 e 9 e Orbiters 1 e 2 confermarono queste osservazioni. La Luna ha complessivamente circa tremila miliardi di crateri con diametro maggiore di 1 m.

Negli anni Sessanta, le missioni delle sonde statunitensi Surveyor e di quelle sovietiche Lunik consentirono la misura diretta delle proprietà fisiche e chimiche del nostro satellite. Nel luglio 1969, durante l'alLunaggio dell'Apollo 11 (vedi Esplorazione dello spazio), vennero scattate migliaia di fotografie e prelevati campioni del suolo Lunare. Gli astronauti dell'Apollo installarono sofisticati strumenti per misurare le condizioni di temperatura e di pressione, per determinare il flusso di calore proveniente dall'interno del corpo del satellite e per analizzare le molecole e gli ioni che giungono sulla sua superficie (vedi Fasce di radiazione). Furono raccolti e inviati a Terra anche dati sul campo magnetico e gravitazionale della Luna, sull'entità delle vibrazioni sismiche della superficie prodotte dai cosiddetti Lunamoti (i "terremoti" Lunari) e sull'effetto degli impatti di meteoriti. Infine, per mezzo di fasci laser, venne misurata con grande precisione la distanza Terra-Luna.

Dalla misura dell'età delle rocce Lunari, si scoprì che la Luna ha circa 4,6 miliardi di anni, cioè più o meno la stessa età della Terra e presumibilmente del resto del sistema solare. Le rocce dei mari Lunari si formarono per solidificazione di rocce fuse tra 3,16 e 3,96 miliardi di anni fa. Sono simili ai basalti, un tipo di roccia vulcanica estremamente diffuso sul nostro pianeta. Gli altipiani Lunari (o continenti), invece, si formarono probabilmente da un tipo di roccia ignea meno densa, detta anortite, che consiste quasi interamente di un minerale chiamato plagioclasio. Altri importanti campioni Lunari comprendono i vetri, le brecce (complessi miscugli di frammenti di roccia tenuti insieme dall'effetto del calore o della pressione) e le regoliti (sottili frammenti di roccia prodotti miliardi di anni fa dal bombardamento di meteoriti). Vedi Geologia.

Il campo magnetico della Luna è meno intenso ed esteso di quello terrestre. Alcune rocce Lunari sono debolmente magnetiche e ciò indica che esse si solidificarono in presenza di un campo magnetico più intenso di quello attuale. Le misure suggeriscono che la temperatura interna della Luna raggiunga i 1600 °C, un valore che supera il punto di fusione della maggior parte delle rocce Lunari. L'evidenza sperimentale di eventi sismici lascia pensare, inoltre, che alcune zone vicine al centro del satellite possano essere composte da materiali allo Stato liquido.

I sismografi installati sulla superficie Lunare hanno registrato segnali che indicano l'impatto di 70/150 meteoriti con masse comprese tra 100 g e 1000 kg ogni anno. La Luna è ancora bombardata dallo spazio, benché meno intensamente che nel passato e ciò può rappresentare un problema per l'eventuale installazione di basi permanenti sul suo suolo. La superficie Lunare è coperta da uno strato di pietrisco che, nelle regioni dei mari, è probabilmente profondo parecchi chilometri. Si pensa che anch'esso si sia formato per l'impatto di meteoriti.

L'atmosfera della Luna è meno densa del miglior vuoto ottenibile nei laboratori. Tutti e sei gli equipaggi che approdarono sul suolo Lunare (durante le missioni Apollo 11, 12, 14, 15, 16 e 17) riportarono a Terra campioni di rocce, per un peso complessivo di 384 kg. Solo nell'ultima missione, quella dell'Apollo 17, vi era a bordo un geologo, H.H. Schmitt. Egli trascorse 22 ore esplorando la regione della valle Taurus-Littrow, e percorse 35 km con un fuoristrada. L'analisi accurata dei dati e delle rocce ricavati dalle missioni Lunari continua ancora oggi.