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lalin

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lalin
( Latè mwen)
FullMoon2010.jpg
Lalin plen wè nan emisfè nò sou latè
Satelit nan
Paramèt òbital
(nan moman J2000)
Semi-pi gwo aks 384 400 km [1]
Perigee 363 300 km [1]
Apogee 405 500 km [1]
Sirk. òbital 2 413 402 km
Peryòd òbital 27.321 661 55 jou
(27 d 7 h 43.2 m)
Peryòd sinodik 29.530 588 jou
(29 d 12 h 44 m)
Vitès òbital 964 m / s [1] (min)
1 076 m / s [1] (max)
Enklinasyon
sou ekliptik la
5.145396 °
Respekte enklinasyon
nan Equat. nan Latè
soti nan 18.30 ° a 28.60 °
Eksantrisite 0.0549 [1]
Done fizik
Dyamèt Equat 3 476,2 km [1]
Dyamèt polè 3 472,0 km [1]
Mwayèn dyamèt 3 476 km
Kraze 0.0012 [1]
Sifas 37 930 000 km²
Volim 2.1958 × 10 19 [1]
Mass
7,342 × 10 22 kg [1]
Mwayen dansite 3.3462 × 10 3 kg / m³
Akselerasyon nan gravite sou sifas la 1.622 m / s²
(0.1654 g)
Chape vitès 2 380 m / s [1]
Peryòd wotasyon Wotasyon senkronik
Vitès wotasyon
(nan ekwatè a)
4.627 m / s
Panche aks
sou ekliptik la
1.5424 °
Tanperati
sipèfisyèl
40 K (-233.2 ° C )[2] (min)
250 K (-23 ° C) (mwayèn)
396 K (123 ° C) (max)
Atm presyon 3 × 10 −10 Pa
Albedo 0.12
Done obsèvasyonèl
Magnitid app. -12.74 [1] (min)
Magnitid app. -12.747 ak -12.74

Lalin nan se sèl satelit natirèl Latè a [3] . Non apwopriye li pafwa itilize, par ekselans ak yon miniskil inisyal ("yon lalin"), kòm yon sinonim pou satelit tou pou kò yo selès ki òbit alantou lòt planèt yo.

Li òbit nan yon distans mwayèn sou 384 400 km soti nan Latè a [1] , ase pre yo dwe obsève ak je a toutouni, se konsa ke sou sifas li li posib yo fè distenksyon ant tach nwa ak tach limyè. Ansyen an, ki rele lanmè, se rejyon prèske plat ki kouvri pa wòch bazalt ak debri ki gen koulè nwa. Rejyon yo klè linè, ki rele mòn oswa plato, yo se plizyè kilomèt wotè anwo lanmè yo epi yo gen soulajman ki se menm 8000-9000 mèt wotè. Lè ou nan wotasyon synchronous li toujou vire figi a menm nan direksyon Latè a ak bò kache li yo rete enkoni jouk peryòd la nan eksplorasyon espas [4] .

Pandan mouvman òbital li yo, diferan aspè ki te koze pa oryantasyon an ki gen rapò ak Solèy la jenere faz vizib klèman ki te enfliyanse konpòtman moun depi nan tan lontan. Imite pa moun Lagrès yo nan deyès Selene la [5] , li te depi lontan konsidere kòm enfliyan sou rekòt, grangou ak fètilite. Li kondisyon lavi sou Latè anpil espès vivan [6] , ki kontwole sik repwodiksyon yo ak peryòd lachas; li aji sou mare yo ak sou estabilite nan aks wotasyon latè a [7] .

Lalin nan te panse te fòme 4.5 milya ane de sa, pa lontan apre Latè te fèt. Gen plizyè teyori konsènan fòmasyon li; pi akredite a se ke li te fòme soti nan agrégation nan debri kite nan òbit apre kolizyon ki genyen ant Latè a ak yon objè gwosè a nan Mas releTheia [8] .

Senbòl astwonomik li[9] se yon reprezantasyon stilize nan youn nan faz li yo (ant trimès ki sot pase a ak lalin nouvèl la wè nan emisfè nò a , oswa ant lalin nouvèl la ak premye trimès la wè nan emisfè sid la )

Figi vizib nan Lalin nan karakterize pa prezans nan apeprè 300,000 kratè enpak (konte moun ki gen yon dyamèt omwen 1 km ) [10] . Pi gwo kratè linè a se basen Pòl Sid-Aitken [11] , ki gen yon dyamèt apeprè 2 500 km , li fon 13 km ak okipe pati nan sid nan figi a kache.

Etimoloji

Tèm Italyen an "Lalin" (anjeneral miniskil nan l 'komen, pa astwonomik) sòti nan lūna Latin lan , ki soti nan yon pi gran * louksna , nan vire soti nan rasin Indo-Ewopeyen an leuk- sa vle di "limyè" oswa "limyè reflete" [12 ] [13] ; soti nan rasin lan menm vini tou Avestic raoxšna a ("briyan an") [14] , ak lòt fòm nan lang yo slav , nan Amenyen ak nan tokari [13] ; paralèl semantik ka jwenn nan Sanskrit chandramā nan ( "lalin" [15] , konsidere kòm yon Divinite [16] ), ak nan ansyen Grèk Selene nan σελήνη (ki soti nan sela σέλας, "klète" [nan dife] [17] , "bèl "), egzanp ki kenbe siyifikasyon an nan" klere ", byenke yo nan etim diferan [12] .

Nan lang jèrmanik yo ak nan sa ki Baltik yo [ san sous ] non Lalin nan sòti nan proto- jermanique * mēnōn , pwobableman asimile nan ansyen grèk μήν ak nan men laten mensis ki sòti nan rasin komen Indo-Ewopeyen an * me (n) ses [18] , ak yon siyifikasyon klè modèn pa mwa . Soti nan * mēnōn pwobableman sòti Anglo-Saxon mōna a , pita chanje an Mone alantou douzyèm syèk la, Lè sa a, nan lalin jodi a [19] . Aktyèl tèm Alman Mond lan se etimolojikman pre relasyon ak sa ki nan Monat (mwa) ak refere a peryòd la nan faz linè li yo [20] , osi byen ke nan Latvian mēness a (lalin) ak mēnesis (mwa).

Obsèvasyon nan lalin lan

Nan antikite

Kat Lalin lan pa Johannes Hevelius soti nan Selenographia l '(1647), kat jeyografik la premye ki gen ladan zòn librasyon

Nan tan lontan, kilti, sitou nomad, pa t 'estraòdinè, ki moun ki kwè ke Lalin nan te mouri chak swa, desann nan mond lan nan lonbraj; lòt kilti te panse ke lalin lan kouri dèyè solèy la (oswa vis vèrsa). Nan tan Pitagora , jan sa endike nan lekòl Pitagò a , li te konsidere kòm yon planèt. Youn nan devlopman yo pi bonè nan astwonomi te konpreyansyon nan sik linè. Deja nan senkyèm syèk BC astwonòm Babilòn yo te anrejistre sik repetisyon yo ( saros ) nan eklips linè [21] [22] ak astwonòm Endyen yo te dekri mosyon elongasyon Lalin nan [23] . Pita yo te eksplike fòm aparan Lalin nan, faz yo ak kòz Lalin plen an . Anaxagoras te premye moun ki afime, nan 428 BC, ke Solèy la ak Lalin lan te wòch esferik, ak ansyen limyè a emèt ki lèt la reflete [24] . Malgre ke Han Chinese la kwè ke Lalin nan te gen Ki- enèji kalite, teyori yo admèt ke limyè a nan Lalin nan te sèlman yon refleksyon nan sa yo ki an Solèy Jing Fang la, ki te rete ant 78 ak 37 BC , tou te note ke Lalin nan te gen yon sèten sphericity [25] . Nan dezyèm syèk la apre Kris la, Luciano te ekri yon istwa kote ewo yo te vwayaje nan lalin lan epi yo te dekouvri ke li te dezole. An 499, astwonòm Endyen Aryabhata te mansyone nan travay li Aryabhatiya ke kòz klere lalin lan se refleksyon limyè solèy la [26] .

Soti nan Mwayennaj yo nan 20yèm syèk la

Desen Galileo a sou aparans nan Lalin nan soti nan travay la Sidereus Nuncius (1610)

Nan kòmansman Mwayennaj yo, gen kèk ki te kwè ke Lalin nan te yon esfè parfe lis [27] , jan te deklare pa teyori aristotelik la, ak lòt moun ke oseyan yo te jwenn la (jouk jounen jodi a yo itilize tèm " lanmè " pou deziyen rejyon pi fonse nan sifas linè a ). Fizisyen Alhazen , nan fen ane 1000 la , te dekouvri ke limyè solèy la pa reflete nan Lalin nan tankou yon glas, men li reflete nan sifas la nan tout direksyon [28] .

Lè, an 1609 , Galileo te vize teleskòp li sou Lalin nan, li te dekouvri ke sifas li pa t lis, men pito li te konpoze de fon, mòn ki gen plis pase 8000 m wotè ak kratè [29] . Estimasyon an nan elevasyon an nan soulajman yo linè te objè a nan yon entwisyon briyan matematik: eksplwate konesans la nan dyamèt la linè ak obsève distans la nan tèt yo mòn soti nan Terminator a , astwonòm nan Tuscan efektivman kalkile altitid la [30] ; mezi modèn te konfime prezans nan mòn ki, ki gen yon orijin diferan de sa yo ki terrestres, akòz pi ba gravite a linè, rive nan 8 km nan elevasyon (pwen ki pi wo mezi 10 750 m konpare ak altitid an mwayèn) [31] .

Menm nan konmansman an nan ventyèm syèk la te gen dout sou posibilite ke Lalin lan te kapab gen yon atmosfè rèspirant [32] . Astwonòm Alfonso Fresa a , poze pwoblèm lan nan abitabilite nan Lalin lan, endisosyableman lye li nan prezans nan dlo ak lè:

«Premye a tout nou bezwen konprann siyifikasyon an nan lavi sa a ki mo, ki, si li se yo dwe konprann nan sans òganik la, yo pral trè fasil toujou kapab pase nwit sou Lalin nan, depi moute faktè ki nesesè yo pou egzistans li yo se manke: lè ak dlo. Li ta ka objekte ke yon absans konplè nan yo pa ta dwe pran literalman, paske menm si fenomèn refraksyon pa rive menm nan yon pati piti anpil, yon ti rezidi nan lè pouvwa egziste sou satelit nou an, byenke menm analiz la spèktroskopik te konfime ke satelit nou an konplètman san atmosfè. "

( Fresa , pp. 434-435 )

Dimansyon relatif

Gwosè Lalin nan konpare ak sa ki sou Latè
Icône loup mgx2.svg Sijè a menm an detay: Obsève lalin lan .

Gwosè aparan nan Lalin nan ak Solèy la, wè sou Latè a, yo konparab [33] . Akòz varyasyon distans Lalin-Latè ak Latè-Solèy, akòz eksantrisite òbit respektif yo, gwosè aparan Lalin nan wè nan sifas tè a varye de yon valè yon ti kras pi ba a yon valè yon ti kras pi wo pase sa ki nan dyamèt aparan nan Solèy la: reyalite sa a rann posib, nan adisyon a eklips pasyèl solè, tou total, annilè [34] ak melanje eklips solè . Lalin nan (ak tou Solèy la) parèt pi gwo lè li se tou pre orizon an . Sa a se yon ilizyon optik ki te koze pa efè sikolojik nan pèsepsyon a diferan nan distans egal ak orizontal. An reyalite, refraksyon atmosferik la ak distans yon ti kras pi gwo fè imaj Lalin nan yon ti kras pi piti sou orizon an pase rès syèl la.

Divès zòn limyè ak fènwa kreye imaj ki entèprete nan divès kilti tankou Gason Lalin nan, oswa lapen [35] ak Buffalo ak lòt moun; fenomèn nan endike ak non pareidolia linè [36] . Mountain chenn ak kratèr ka wè nan teleskòp la. Plenn yo, fè nwa ak relativman fè nan detay [37] , yo rele lanmè linè , oswa maria nan Latin, paske yo te kwè yo dwe kò nan dlo pa astwonòm ansyen. Pati ki pi lejè ak pi wo yo rele tè, oswa .

Pandan lalin ki pi klere yo, Lalin nan rive nan yon grandè aparan apeprè -12,7 [1] . Pou konparezon, Solèy la gen yon grandè aparan nan -26,8 pandan y ap Sirius , zetwal la pi klere, sèlman -1.4 [38] .

Faz lalin

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: faz lalin .
Faz Lalin nan mouvman alantou Latè a
Faz lalin ki koresponn ak imaj anvan an

Solèy la pasyèlman eklere pati vizib nan Lalin nan ak sa a chanje aparans li jou apre jou nan yon sik nan yon mwa sinodik . Chanjman nan aparans nan Lalin nan pèrsu pa Latè a yo rele faz nan lalin lan epi yo te obsève pa tout pèp nan antikite. De faz yo souvan distenge: yon sèl ogmante lè pati a vizib eklere ogmante, ak yon diminye youn lè li diminye.

De sitiyasyon ekstrèm yo rive lè Lalin nan ant Latè ak Solèy la epi pati eklere a pa vizib, yo rele lalin nouvèl la , epi lè pati eklere a totalman vizib, yo rele lalin lan plen . Depi òbit la nan Lalin lan se enkline ki gen rapò ak ekliptik la nan 5.145 degre [39] (sètadi 5 °, 8 'ak 0.42 "nan sistèm nan sèksajimal), pandan lalin nouvèl la ( konjonksyon heliac nan Lalin nan) li jwenn tèt li yon yon ti kras plis nan nò (oswa yon ti kras plis nan sid) pase Solèy la, kidonk li pa bloke limyè li, eksepte lè li pase nan yon ne ki lakòz yon eklips. [40] Okontrè, pandan lalin lan plen, sitiyasyon an se opoze ak Latè se ant Solèy la ak Lalin lan, se konsa ke lèt la vire figi konplètman eklere li yo nan direksyon pou planèt nou an ( opozisyon ); tou nan ka sa a, akòz enklinasyon nan òbital, limyè a nan Solèy la pa bloke pa Latè a [41] , eksepte lè Lalin nan pase nan yon ne [42] sa ki lakòz yon eklips nan lalin lan .

Harvest Lalin

Lalin plen ki pi pre ekinoks otòn lan, ki obsève nan emisfè nò a, gen yon karakteristik espesyal. Jou a nan lalin lan plen, Lalin nan leve nan anviwònman an nan Solèy la, epi, akòz mouvman aparan li yo nan direksyon pou bò solèy leve a, jou kap vini an leve yon ti kras pita pase anviwònman an nan solèy la, an mwayèn pa 50 minit. Toupre ekinoks nan otòn, reta sa a se sèlman 30 minit nan 40 degre latitid nò [43] . Se konsa, peryòd fènwa ant solèy kouche ak lalin monte a mwens pase nan lòt moman nan ane a, garanti nan tan lontan yon peryòd pi long nan limyè pou kiltivatè yo pou sezon rekòt la. Pou rezon sa a, lalin lan plen ki pi pre ekinoks la otòn yo rele "lalin lan rekòt" [44] .

Eklips

Icône loup mgx2.svg Sijè a menm an detay: eklips solè ak eklips linè .
Ki pa Peye-echèl dyagram nan yon eklips solè

Lè pandan òbit li a, Lalin lan vini ant Latè a ak Solèy la, li pwojè yon kòn lonbraj sou Latè a yo rele eklips solè a , oswa pi byen total eklips solè , depi Lalin lan se nan yon distans soti nan Latè a ki fè li parèt an dyamèt angilè yon ti kras pi gran pase sa yo ki nan Solèy la, otreman, eklips la ta dwe sèlman annular , depi kòn nan lonbraj nan Lalin lan pa rive nan sifas latè a [45] . Fenomèn nan vizib klèman sou Latè paske Solèy la literalman tou nwa pou kèk minit pandan jounen an. Evènman an pa komen epi li pa rive nan chak nouvo lalin : an reyalite, presesyon avyon an nan òbit linè dwe tankou aks nodal la konyenside avèk direksyon Latè-Solèy nan nouvo lalin lan. Ti devyasyon nan aks sa a ka lakòz yon eta de fènwa ki pa total pa projekte sèlman panenbra a nan Lalin nan sou Latè a ak nan ka sa a se fenomèn nan yo rele pasyèl eklips solè ; an ka sa yo soti nan Latè a se Solèy la wè sa tankou yon Kwasan ak klète li yo ki pasyèlman redwi [46] . Malgre ke gen plizyè eklips youn apre lòt, yo repete tèt yo chak anviwon 18 an nan sa yo rele sik Saros la ; apre chak sik, pozisyon relatif nan Solèy la, Latè ak Lalin repete menm jan ak anvan, ak Se poutèt sa tou eklips yo [47] . Soti nan yon pwen de vi syantifik, eklips solè reprezante yon opòtinite ekselan nan etid Corona solè a , nòmalman envizib akòz klète a twòp nan Solèy la [48] .

Yon lòt fenomèn enteresan rive lè Latè a jete lonbraj li sou Lalin nan, ki rive lè aks nodal nan òbit linè a konyenside avèk direksyon Latè-Solèy nan lalin plen , epi yo rele sa eklips linè . Lalin nan plen toudenkou pèdi klète li le pli vit ke li antre nan penumbra a terrestres, ak Lè sa a, fènwa konplètman jan li antre nan kòn lan lonbraj. Kontrèman ak eklips solè a, eklips linè a ka dire kèk èdtan, akòz diferans lan nan gwosè kò ki jete lonbraj la [46] . Nan 270 BC Aristarchus nan Samos te itilize yon eklips linè pou kalkile dyamèt Lalin nan [49] .

Lalin Wouj

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: lalin wouj (astwonomi) .

Pafwa li rive wè Lalin nan ki, lè li leve, gen yon koulè wouj. Sa rive paske limyè li a (ki soti nan Solèy la epi ki reyorante resous sou Latè) dwe travèse yon pi gwo kouch atmosferik pase yon sèl li jwenn lè li pi wo nan syèl la; radyasyon limyè a dwe Se poutèt sa pase nan yon pi gwo kantite pousyè ak lè ajite epi li sijè a pi gwo difizyon . Aksyon sa a pi efikas ak reyon yo nan pi wo frekans, nan koulè ble, ak mwens ak sa yo ki nan pi ba frekans, nan koulè wouj [50] ( Rayleigh gaye ): Se poutèt sa depi eleman wouj la nan limyè li yo pa gaye epi li vini dirèkteman nan je nou, nou wè lalin lan an wouj. Fenomèn nan lalin wouj la, pou menm rezon sa yo, rive tou pandan eklips total linè [51] .

Obsèvasyon amatè

Depi Lalin nan se dezyèm pi klere kò selès la apre Solèy la, kote li ye a patikilyèman senp. Sepandan, klète twòp li yo kreye pwoblèm pou obsèvasyon ak yon teleskòp amatè , kòm imaj li a twò klere menm nan mikwoskòp 50X, prèske avèg. Yo itilize patikilye filtè astwonomik , an patikilye filtè dansite net pou redwi klète a [52] , pou ogmante agrandisman ak apresye vizyon relyèf yo sou sifas la. Patikilyèman enteresan se obsèvasyon an tou pre tèminatè a ki pèmèt yo apresye soulajman yo gras a lonbraj la long projetée sou sifas la [53] , ki se klè akòz absans la nan atmosfè.

Eksplorasyon nan lalin lan

Istwa eksplorasyon linè

Icône loup mgx2.svg Sijè a menm an detay: Eksplore Lalin nan .

Figi a kache, toujou opoze ak Latè a, nan Lalin lan te obsève la pou premye fwa sou 7 oktòb 1959 , lè sond Sovyetik la Luna 3 te mete nan òbit alantou Lalin nan, li voye kèk nan foto li yo sou Latè a [54] .

Desandans Aldrin nan lalin lan nan Premye misyon andigman imen an (1969)

Gason premye mete pye sou lalin lan sou, 20 jiyè 1969 [55] , nan wotè nan yon ras espas ant Inyon Sovyetik ak Etazini yo , enspire pa Gè Fwad la (pandan ki pa te gen okenn mank de pwojè militè pa tou de gran pwisans ki vize a sèvi ak Lalin nan kòm yon baz oswa pou eksperyans ki enplike tou itilize nan zam nikleyè , tankou Pwojè A119 ).

Pwogram Inyon Sovyetik la te kenbe kache nan sous ofisyèl Moskou jouk nan fen Gè Fwad la [56] [57] .

Premye astronot ki te mache sou sifas linè a se te Ameriken Neil Armstrong , kòmandan Apollo 11 . Dènye a te Eugene Cernan , ki moun ki apre 3 jou ak 3 èdtan pase sou sifas la linè ak kolèg li nan misyon an Apollo 17 , Harrison J. Schmitt , kite li sou 14 Desanm 1972 [58] .

Ekipaj la nan Apollo 11 kite yon plak asye pur komemore aterisaj la epi kite enfòmasyon sou vizit la nan nenpòt lòt bagay vivan ki jwenn li. Sou plak la li di:

( EN )

«Men gason ki soti nan Planèt Latè premye mete pye sou lalin lan, jiyè 1969, AD
Nou te vini ak kè poze pou tout limanite. "

( IT )

«Isit la, gason soti nan planèt Latè mete pye sou Lalin nan la pou premye fwa, jiyè 1969 AD
Nou te vini nan lapè, pou tout limanite. "

Plak la montre de emisfè yo nan planèt Latè epi li siyen pa twa astwonòt yo ak prezidan an Lè sa a, Richard Nixon [59] .

Yon anprint kite sou tè a linè pa astronot Buzz Aldrin pandan misyon Apollo 11 la

An total, debakman lalin Apollo yo te sis ( Apollo 11 , 12 , 14 , 15 , 16 ak 17 ), pou yon total 12 astwonòt desann sou satelit la; misyon Apollo 13 la pa te ateri sou lalin nan akòz yon ensidan pandan vòl la ak rès planifye Apollo 18, 19 ak 20 misyon yo te anile akòz koupe bidjè.

Soti nan kòmansman swasant yo teyori konplo yon te kòmanse pran kenbe ki te deklare ke misyon Apollo pa janm reyèlman rive, men ke NASA ansanm ak gouvènman ameriken an te òganize yon konplo pa sèn li tout nan estidyo televizyon avèk èd nan efè. Espesyal [60] [61] . Malgre ke teyori sa yo te demanti e gen divès kalite prèv sou debakman lalin Apollo [62] [63] , agiman an kontinye eksite konfli [61] .

Aprè debakman Apollo yo, okenn moun pa janm mache sou lalin lan [64] . Ameriken yo, ki te genyen kous la ak Sovyetik yo ak ke yo te presyon pa lòt pwoblèm entèn ak entènasyonal, pèdi enterè nan misyon lòm. Sovyetik yo te kontinye ak aterisaj nan sond otomatik (ki gen ladan Lunochods yo ) kèk nan yo ki (tankou Luna 16 ) te rapòte tou echantiyon tè sou Latè. Lòt nasyon yo pa t 'gen resous ki nesesè yo ak de gran pwisans yo pa t' wè yon avantaj imedyat de eksplorasyon ki ta jistifye depans sa yo trè wo. Sepandan, plizyè etid ki gen rapò ak konstriksyon baz pèmanan linè yo te pibliye [65] .

Ane 2000 yo te wè yon reouvè nan eksplorasyon linè. Ajans Espas Ewopeyen an te lanse sond espas SMART-1 sou 27 septanm 2003 . Veso espasyèl la, ekipe ak yon propulseur ion , te rive nan Lalin nan kòmansman 2005 ak te pote soti yon rekonesans konplè sou Lalin nan ak pwodwi yon kat X- ray nan sifas la [66] . An 2007 , ajans espas Japonè a te lanse sond SELENE a (ki chanje non Kaguya apre lansman) ki te trase sifas linè a avèk atansyon patikilye a anomali nan jaden gravitasyonèl li yo. Menm dekad la te wè tou lansman de premye misyon linè nan peyi émergentes yo nan pwovens Lazi: Lachin te lanse misyon Chang'e 1 ak 2 nan 2007 ak 2010 , respektivman; Lend te lanse Chandrayaan-1 nan 2008 [67] .

NASA te lanse misyon LCROSS ak Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) an 2009 . Premye a dedye a idantifye prezans nan dlo sou Lalin nan, dezyèm lan fè yon rekonesans segondè-rezolisyon nan sifas la linè. Depi 2011 , LRO te sipòte pa GRAIL , devlope pou etidye linè gravitasyonèl jaden, epi, ki baze sou sa a, dedwi detay sou relief la ak konpozisyon nan kwout la ak manto kache.

Pwogram eksplorasyon linè nan lavni

Icône loup mgx2.svg Sijè a menm an detay: Kolonizasyon nan Lalin lan .
Ipotetik baz lalin (reprezantasyon atis pa NASA)

Nan 2018 , ajans espas Chinwa a ap travay sou yon pwogram eksplorasyon sifas linè ak misyon robotik Chang'e yo ak rover Yutu a. NASA, nan lòt men an, fè obsèvasyon soti nan òbit ak misyon li yo Lunar Rekonesans òbit. Tou de ajans yo aktif nan konkrèman finansman eksplorasyon linè, yon sèl la Chinwa plan yo voye premye rover a sou bò a byen lwen nan Lalin lan, Chang'e 4 [68] pandan ane a , ak yon sèl la US te resevwa premye direktiv federal la., Direktiv Politik Espas 1 [69] , pou rekòmanse eksplorasyon imen sou Lalin nan.

Lachin , nan adisyon a eksplorasyon imen, ap konsidere posibilite pou min Lalin lan, an patikilye pou izotòp Elyòm-3 a , yo dwe itilize kòm yon sous enèji sou Latè [70] .

Ajans Espas Ewopeyen an gen yon pwogram jenerik imen-misyon ak robot eksplorasyon espas ki rele Pwogram Aurora [71] ; pwogram nan pa gen yon kò espesifik selès kòm objektif li yo, men pi jeneralman kreyasyon an nan kondisyon ki nesesè yo ki pèmèt eksplorasyon espas.

Ajans espas Endyen ak Ris yo te kòmanse an 2007 yon kolaborasyon sou yon pwojè eksplorasyon jwenti ak yon rover pwograme pou 2018 [72] , men apre kriz ekonomik la, Larisi te abandone pwojè a ki pral kontinye pa Lend ak Chandrayaan-2 la misyon [73] .

Ajans Ameriken an NASA ak Ris Roscosmos la te siyen yon akò nan 2017 pou koperasyon nan eksplorasyon espas ak an patikilye fasilite prezans imen an nan òbit cislunar [74] , an patikilye pwojè a NASA gen ladan konstriksyon nan estasyon espas Deep Gateway espas nan òbit alantou Lalin nan yo dwe itilize kòm yon pòs anvan pou misyon linè ak gwo twou san fon espas ak ajans lan Ris gen entansyon pou yon ekstansyon pou envitasyon an yo patisipe nan pwojè a nan ajans yo espas pi gwo sou Latè [75] .

Deja nan 2017 pwogram lan Artemis te anba devlopman, men nan 2020 NASA mande yon finansman adisyonèl nan 1.6 milya dola, ki fè pwojè a konkrè. Artemis se yon pwogram kontinyèl lòm espas vòl kouri sitou pa NASA , US komèsyal konpayi vòl espas, ak patnè entènasyonal tankou Ajans Espas Ewopeyen an (ESA), JAXA, ak Ajans Espas Kanadyen an (CSA) ak objektif pou ateri "premye a fanm ak pwochen nonm lan "sou lalin lan, patikilyèman nan rejyon linè poto sid, pa 2024. NASA wè Artemi kòm pwochen etap la nan direksyon pou objektif la alontèm nan etabli yon prezans pwòp tèt ou-soutni. sou lalin lan, mete baz la pou konpayi prive yo bati yon ekonomi linè epi finalman voye moun sou Mas .

Latè a wè nan Lalin nan

Foto Latè ki soti nan Lalin nan pran pa astwonòt yo nan misyon an Apollo 8 (1968), pita gen dwa Earthrise ( k ap monte nan Latè a )

Soti nan figi ke Lalin nan vire sou Latè, planèt la rete fiks nan yon pwen nan vout selès la ki chanje k ap deplase sou sifas Lalin nan tèt li, rive nan yon gwosè 2 ° (apeprè 3.5 fwa Lalin nan plen wè sou Latè a tèt li) [76] .

Premye foto Latè yo te wè nan Lalin nan te pran pa senk bitbitè Lalin ke NASA te voye ant 1966 ak 1967 avèk entansyon pou fouye sifas la epi chwazi pi bon kote pou aterisaj nan misyon Apollo yo nan lavni [77] . Successivamente, durante lo svolgimento di queste, furono scattate altre foto.

Ultimamente molti orbiter lunari stanno ancora scattando foto al pianeta. Nel 2007 la sonda giapponese Kaguya scattò numerose foto alla superficie lunare, tra cui una che mostra il disco della Terra all'orizzonte [78] . Anche la NASA, con il suo Lunar Reconnissance Orbiter , sta ancora operando in tale senso [79] .

Le fasi della Terra

Come quello della Luna vista dalla Terra, l'aspetto di quest'ultima vista dal satellite cambia a seconda dell'angolazione d'arrivo dei raggi del Sole.

Quando sulla faccia che la Luna rivolge al pianeta è notte , il momento corrisponderà alla fase di novilunio sulla Terra e quindi questa apparirà sulla volta celeste completamente illuminata.

Quando sulla faccia che la Luna rivolge al pianeta è invece il , il momento corrisponderà alla fase di plenilunio sulla Terra e quindi questa apparirà scura. Il plenilunio è infatti visibile dalla terra solo durante la notte (quando la Luna è completamente opposta al Sole ) [80] .

Infine quelle che dalla Terra appaiono come eclissi lunari, sulla Luna corrispondono a eclissi solari poiché durante tali allineamenti il disco della Terra oscura il Sole.

Formazione della Luna

Rappresentazione artistica dell'impatto di un planetoide di circa 500 km di diametro sulla superficie della Terra da poco formatasi
Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Formazione della Luna .

Sono state proposte diverse ipotesi per spiegare la formazione della Luna che, in base alla datazione isotopica dei campioni di roccia lunare portati sulla Terra dagli astronauti delle missioni Apollo , risale a 4,527 ± 0,010 miliardi di anni fa , cioè circa 50 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare [81] .

Queste ipotesi includono l'origine per fissione della crosta terrestre a causa della forza centrifuga [82] , che però richiederebbe un valore iniziale troppo elevato per la rotazione terrestre [83] ; la cattura gravitazionale di un satellite già formatosi [84] , che però richiederebbe un'enorme estensione dell'atmosfera terrestre per dissipare l'energia cinetica del satellite in transito [83] ; la co-formazione di entrambi i corpi celesti nel disco di accrescimento primordiale, che però non spiega la scarsità di ferro metallico sulla Luna [83] . Nessuna di queste ipotesi inoltre è in grado di spiegare l'alto valore del momento angolare del sistema Terra-Luna [85] .

La teoria più accreditata è quella secondo la quale essa si sia formata a seguito della collisione di un planetesimo , chiamato Theia , delle dimensioni simili a quelle di Marte con la Terra quando quest'ultima era ancora calda, nella prima fase della sua formazione. Il materiale scaturito dall'impatto sarebbe rimasto in orbita intorno alla Terra e per effetto della forza gravitazionale si sarebbe riaggregato formando la Luna. Detta comunemente la Teoria dell'impatto gigante , è supportata da modelli teorici, pubblicati nell'agosto del 2001 [86] . Una conferma di questa tesi deriverebbe dal fatto che la composizione della Luna è pressoché identica a quella del mantello terrestre privato degli elementi più leggeri, evaporati per la mancanza di un' atmosfera e della forza gravitazionale necessarie per trattenerli. Inoltre, l'inclinazione dell'orbita della Luna rende piuttosto improbabili le teorie secondo cui essa si sarebbe formata insieme alla Terra o sarebbe stata catturata in seguito.

Uno studio [87] del maggio del 2011 condotto dalla NASA porta elementi che appaiono in contraddizione con l'ipotesi dell'impatto gigante. Lo studio, eseguito su campioni vulcanici lunari, ha permesso di misurare nel magma lunare una concentrazione d' acqua 100 volte superiore a quella precedentemente stimata. Secondo la suddetta teoria, l'acqua avrebbe dovuto essere evaporata quasi completamente durante l'impatto; invece, i dati presentati nello studio conducono a stimare un quantitativo d'acqua simile a quello presente nella crosta terrestre.

Un altro studio [88] della NASA indica che la faccia nascosta potrebbe essere stata generata dalla fusione tra la Luna e una seconda luna della Terra, la quale si sarebbe distribuita uniformemente sulla faccia lontana della Luna che conosciamo. Questa teoria spiegherebbe anche perché il lato nascosto della luna si presenti più frastagliato e montuoso rispetto al lato visibile del satellite terrestre.

Rappresentazione in scala della distanza Terra-Luna

Parametri orbitali

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Orbita della Luna .

Rivoluzione

Rispetto alle stelle fisse, la Luna completa un' orbita attorno alla Terra in media ogni 27,321661 giorni, pari a 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 12 secondi ( mese siderale ) [89] . Il suo periodo tropicale medio, calcolato da equinozio a equinozio, è invece di 27,321582 giorni, pari a 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 4,7 secondi [89] . Un osservatore sulla Terra conta circa 29,5 giorni tra una nuova luna e la successiva, per via del contemporaneo movimento di rivoluzione del pianeta. Più esattamente il periodo sinodico medio tra due congiunzioni solari è di 29,530589 giorni, cioè 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e 2,9 secondi [89] .

Moto della luna durante un periodo sinodico , che è 29 d 12 h 44,0 min

In un' ora , la Luna percorre sulla sfera celeste circa mezzo grado, distanza all'incirca pari alla sua dimensione apparente [90] . Nel suo moto, rimane sempre confinata in una regione del cielo indicata come lo Zodiaco , che si estende circa 8 gradi sopra e sotto l' eclittica , linea che la Luna attraversa (da Nord a Sud o viceversa) ogni 2 settimane circa.

La Terra e la Luna orbitano attorno a un centro di massa comune, che si trova a una distanza di circa 4 700 km dal centro della Terra [91] . Poiché questo centro si trova dentro alla massa terrestre il moto della Terra è meglio descritto come un'oscillazione. Viste dal Polo nord della Terra l'orbita della Luna attorno alla Terra e l'orbita di questa attorno al Sole avvengono tutte in senso antiorario.

Il sistema Terra-Luna non può essere considerato un pianeta doppio perché il centro di gravità del sistema Terra-Luna non è esterno al pianeta, ma è localizzato 1 700 km al di sotto della superficie terrestre, circa un quarto del raggio terrestre [92] .

A differenza di quanto accade per gli altri satelliti naturali del sistema solare, la Luna è eccezionalmente grande rispetto al pianeta attorno a cui orbita. Infatti, il suo diametro e la sua massa sono pari rispettivamente a un quarto ea 1/81 di quelli terrestri [93] . Nel sistema solare, solo Caronte nel confronto con Plutone ha dimensioni proporzionalmente maggiori, avendo una massa pari all'11,6% di quella del pianeta nano [94] . Satelliti di dimensioni confrontabili con quelle della Luna orbitano attorno ai giganti gassosi ( Giove e Saturno ), mentre i pianeti più affini alla Terra o non hanno satelliti ( Venere e Mercurio ) o ne hanno di minuscoli ( Marte ).

Il piano dell'orbita lunare è inclinato di 5°8' rispetto a quello dell'orbita della Terra intorno al Sole (il piano dell' eclittica ). Le perturbazioni gravitazionali del Sole impongono all'orbita lunare un moto di precessione , in senso orario, con periodo di 18,6 anni [95] ; questo movimento è correlato alle nutazioni terrestri, che possiedono infatti lo stesso periodo. I punti in cui l'orbita lunare interseca l'eclittica sono chiamati nodi lunari. Le eclissi solari accadono quando un nodo coincide con una luna nuova , le eclissi lunari quando un nodo coincide con una luna piena .

Rotazione

Librazioni lunari con il succedersi delle fasi nel 2013: in alto a sinistra la posizione di Luna e Terra vista dall'alto, con le zone di ombra e luce in evidenza; in basso a sinistra il meridiano e parallelo di riferimento della Luna con le sue oscillazioni durante l'anno e in giallo il punto della superficie lunare che ha il sole allo zenit e in blu il punto della superficie che ha la Terra allo zenit; sullo sfondo la distanza Terra-Luna misurata in diametri terrestri; in primo piano la visione dalla Terra.

Il moto di rotazione della Luna è il movimento che compie intorno all'asse lunare nello stesso senso della rotazione terrestre , da Ovest verso Est , con una velocità angolare di 13° al giorno. La durata è quindi uguale a quella del moto di rivoluzione pari a 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 11,6 secondi. Poiché il periodo di rotazione della Luna è esattamente uguale al suo periodo orbitale, dalla superficie della Terra è visibile sempre la stessa faccia del satellite. Questa sincronia è il risultato dell'attrito mareale causato dalla Terra che ha rallentato la rotazione della Luna nella sua storia iniziale.

Librazione

Dato che il moto di rivoluzione attorno alla Terra non è perfettamente circolare, velocità di rotazione e distanza dalla Terra variano leggermente durante un'orbita ei moti di rotazione e rivoluzione presentano degli sfasamenti tali da creare oscillazioni apparenti di lieve entità nel moto di rotazione lunare dette librazioni [96] ; anche la precessione del piano dell'orbita contribuisce, sebbene in misura minore, alle oscillazioni di librazione [96] . Questi sfasamenti consentono ad alcune zone delle superficie lunare di essere visibili per alcuni intervalli di tempo da un osservatore a Terra. Oltre a questo, si aggiunge anche una leggera oscillazione diurna apparente dovuta al moto dell'osservatore sulla superficie terrestre: il medesimo osservatore vedrà la Luna sotto un'angolazione diversa dal momento in cui essa sorge dall'orizzonte al momento in cui tramonta a causa dello spostamento del punto di osservazione dovuto alla rotazione terrestre [97] . Come conseguenza di tutti questi fattori, dalla Terra è osservabile un po' più della metà della superficie lunare (circa il 59%).

L'allontanamento progressivo della Luna dalla Terra

Il successo dell' esperimento Lunar Laser Ranging , a seguito delle missioni Apollo e Lunochod , ha permesso di rivelare con precisione millimetrica la distanza tra la Terra e la Luna e di misurare l'effettivo allontanamento dei due corpi nel corso degli anni. La Luna si allontana infatti di 3,8 centimetri all'anno. [98]

Motivazione del fenomeno

L'attrazione gravitazionale della luna "trascina" il lobo di marea, leggermente in avanti, contro il moto di rotazione della Terra

L'allontanamento progressivo della Luna dalla Terra è dovuto alle forze di marea esercitate dal satellite sul pianeta. Le masse d'acqua oceaniche presenti sulla Terra vengono attratte dalla Luna e si protendono nella direzione Terra-Luna, con un leggero disallineamento a causa del periodo di rotazione terrestre inferiore al periodo di rivoluzione lunare. L'attrazione che la Luna esercita su questo lobo di marea ha una componente nella direzione opposta alla rotazione terrestre. Questa azione comporta un rallentamento del momento angolare terrestre, mentre la sua reazione incrementa il momento angolare della Luna con un suo conseguente e progressivo trasferimento su un'orbita a quota più elevata [99] . Da notare che, sebbene la Luna venga accelerata, la velocità del suo moto diminuisce a causa dell'aumento della quota dell'orbita [100] .

Evoluzione storica

Subito dopo la formazione, la Luna si trovava a una distanza molto più ravvicinata di adesso. La sua orbita era a circa 25 000 km e il periodo di rotazione della Terra era di circa 3 ore [101] . Essendo entrambi i corpi allo stato fuso e molto vicini, le forze mareali avevano un'intensità molto maggiore di quelle attuali ed erano reciproche, in quanto la Luna non era ancora in rotazione sincrona. Col passare del tempo, la Terra attraversò varie ere geologiche con una diversa conformazione del suolo: fuso, solido, con o senza oceani, con solo ghiaccio; ognuna delle conformazioni ha reazioni differenti alle forze di marea della Luna, per questo l'evoluzione nei tempi remoti del periodo di rotazione e della distanza Terra-Luna non può essere determinata con precisione.

Situazione attuale

Nel passare degli anni, il giorno della Terra si è ridotto fino ad arrivare a 24 ore di oggi e la Luna si è allontanata fino a 384 000 km e l'attrito mareale ne ha stabilizzato la rotazione fino a renderla sincrona con la rivoluzione. La Luna si allontana di 38 mm [102] all'anno e la Terra rallenta la rotazione di 2,3 millisecondi ogni secolo [100] .

Confronto con altri sistemi

Il sistema Terra-Luna è l'unica coppia pianeta-satellite del sistema solare ad avere forze mareali sensibili sul pianeta. Questo è dovuto al rapporto delle masse di ben 1/81, il maggiore del sistema solare. Se oltre ai pianeti si considerano anche i pianeti nani , solo il sistema Plutone - Caronte supera questo valore, con un rapporto di masse di 1/9 che ha portato al raggiungimento dell'equilibrio mareale [103] : il periodo di rotazione di Plutone, quello di Caronte e il periodo di rivoluzione di Caronte sono sincronizzati.

Caratteristiche Chimico-fisiche

Composizione chimica

I crateri Halley, Hind, Hipparcus e parte del cratere Albategnius, ripresi dagli astronauti dell' Apollo 16

Più di 4,5 miliardi di anni fa, la superficie della Luna era un oceano di magma liquido [104] . Gli scienziati pensano che uno dei componenti delle rocce lunari detto KREEP , acronimo dell'espressione inglese K ( potassio ), Rare Earth Elements ( terre rare ), e P ( fosforo ), rappresenti l'ultimo resto del magma originario. Il KREEP è composto da quelli che gli scienziati chiamano "elementi incompatibili": elementi che non possono entrare a far parte delle strutture dei cristalli e che quindi rimangono inutilizzati sulla superficie del magma. Per i ricercatori, il KREEP è un marcatore utile per determinare la storia del vulcanismo lunare e tracciare la cronologia degli impatti da parte di comete e altri oggetti celesti [105] [106] .

La crosta lunare è composta da una varietà di elementi primari: uranio , torio , potassio , ossigeno , silicio , magnesio , ferro , titanio , calcio , alluminio e idrogeno . Dai dati forniti dalla missione GRAIL sulle caratteristiche della crosta lunare, i ricercatori hanno ottenuto preziose informazioni anche sulla composizione interna del satellite, scoprendo che racchiude all'incirca la stessa percentuale di alluminio della Terra [107] . Quando viene bombardato dai raggi cosmici , ogni elemento riemette nello spazio una sua propria radiazione particolare, sotto forma di raggi gamma . Alcuni elementi, come l'uranio, il torio e il potassio, sono radioattivi ed emettono spontaneamente raggi gamma. Quale che sia la loro causa, i raggi gamma emessi da ogni elemento sono diversi e uno spettrometro è in grado di distinguerli e appunto in questo modo è stato possibile scoprirne l'esistenza [108] . Una mappa globale della Luna, che riporti l'abbondanza di questi elementi, non è ancora stata realizzata.

Le ere geologiche della Luna vengono definite in base alla datazione di alcuni crateri che hanno avuto un effetto significativo sulla sua storia.

Struttura interna

Struttura interna della Luna
Composizione chimica della regolite della superficie lunare [109] .
Composto Formula Composizione (peso %)
Mari Alture
Diossido di silicio SiO 2 45,4% 45,5%
Ossido di alluminio Al 2 O 3 14,9% 24,0%
Ossido di calcio CaO 11,8% 15,9%
Ossido di ferro FeO 14,1% 5,9%
Ossido di magnesio MgO 9,2% 7,5%
Biossido di titanio TiO 2 3,9% 0,6%
Ossido di sodio Na 2 O 0,6% 0,6%
Totale 99,9% 100,0%

La Luna è un corpo celeste internamente differenziato : come la Terra ha una crosta geochimicamente distinta, un mantello , la cui astenosfera è parzialmente fusa (di fatto le onde S rilevate dai sismografi non sono in grado di attraversarla) [110] , e un nucleo .

La parte interna del nucleo, con un raggio di 240 km, è ricca di ferro allo stato solido ed è circondata da un guscio esterno fluido costituito principalmente da ferro liquido, con un raggio di circa 300 km. Attorno al nucleo si trova una fase parzialmente fusa con un raggio di circa 500 km [111] . La sua composizione non è stata ancora pienamente identificata, ma si dovrebbe trattare di ferro metallico in lega con piccole quantità di zolfo e nichel ; sono le analisi della variabilità della rotazione lunare a indicare che esso è almeno parzialmente fuso [112] .

Si ritiene che questa struttura si sia sviluppata attraverso una cristallizzazione frazionata dell'oceano di magma che ricopriva il satellite 4,5 miliardi di anni fa, al tempo della sua formazione [113] .

La cristallizzazione dell'oceano di magma avrebbe creato il mantello femico per precipitazione e separazione dei minerali di olivina e pirosseno ; dopo che circa tre quarti del magma si erano cristallizzati, i minerali di plagioclasio , a densità più bassa, poterono galleggiare e formare la crosta superficiale [114] . Gli ultimi liquidi a cristallizzare furono quelli che si trovarono compressi tra la crosta e il mantello, con un'elevata abbondanza di elementi scarsamente compatibili ed esotermici [115] . A conferma di questo, la mappatura geochimica effettuata dalle sonde in orbita, mostra che la crosta è prevalentemente a base di anortosite [116] ; anche i campioni di roccia lunare della lava eruttata sulla superficie da fusioni parziali del mantello, confermano la composizione mafica del mantello, più ricco in ferro di quello terrestre [115] . Attraverso i dati inviateci dalla missione GRAIL , le ultime stime effettuate, dimostrano invece che la crosta lunare è più sottile di quanto si pensasse, in media 32–34 km contro i 45 km delle stime precedenti [115] .

La Luna è il secondo satellite più denso del sistema solare dopo Io [117] . Tuttavia le dimensioni del nucleo interno lunare sono piuttosto piccole in confronto alla dimensione totale del satellite, solo il 20% [115] rispetto al circa 50% della maggioranza degli altri satelliti di tipo terrestre.

Topografia lunare

Topografia della Luna. In rosso le elevazioni, in blu le depressioni

La topografia della Luna è stata misurata utilizzando tecniche come l'altimetria laser e l'analisi stereoscopica delle immagini [118] .

La caratteristica topografica più rilevante è l'enorme Bacino Polo Sud-Aitken , situato sulla faccia nascosta della Luna e pertanto non direttamente visibile da noi. Si tratta di un vasto cratere da impatto di circa 2 500 km di diametro, il più grande del nostro satellite e uno dei più estesi dell'intero sistema solare [119] [120] . Oltre alle dimensioni, il cratere vanta anche due altri primati: con i suoi 13 km di profondità contiene il punto più basso dell'intera superficie lunare [119] [121] mentre la massima elevazione del satellite si trova sul suo bordo nord-est. Si ritiene che quest'area sia il risultato di un impatto obliquo che ha portato alla formazione del bacino [122] .

Anche altri grandi bacini da impatto come Mare Imbrium , Mare Serenitatis , Mare Crisium , Mare Smythii e Mare Orientale posseggono vaste depressioni e bordi molto elevati [119] . L'emisfero nascosto della Luna ha un'elevazione media di 1,9 km più alta rispetto a quella dell'emisfero visibile [115] .

Presenza di acqua

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Acqua sulla Luna .
Immagine del Polo Sud lunare ripresa dalla sonda Clementine

La Luna per gran parte della sua storia antica è stata bombardata da asteroidi e comete, queste ultime ricche d'acqua. L'energia della luce solare divide la maggior parte di quest'acqua nei suoi elementi costituenti, idrogeno e ossigeno, di cui la maggior parte si disperde immediatamente nello spazio. È stato però ipotizzato che quantità significative di acqua possano rimanere sulla Luna, in superficie, in aree perpetuamente all'ombra o inglobate nella crosta [123] .

A causa della modesta inclinazione dell'asse di rotazione lunare (solo 1,5°), alcuni dei crateri polari più profondi non ricevono mai luce dal Sole, rimanendo sempre in ombra. In accordo con i dati raccolti durante la missione Clementine , sul fondo di tali crateri potrebbero essere presenti depositi di ghiaccio d'acqua [123] . Le successive missioni lunari hanno tentato di confermare questi risultati, senza tuttavia fornire dati definitivi [123] .

Nell'ambito del suo progetto di ritorno sulla Luna, la NASA ha deciso di finanziare il Lunar Crater Observation and Sensing Satellite [124] . La sonda è stata progettata per osservare l'impatto dello stadio superiore del razzo vettore Centaur che l'avrebbe portata in orbita, su una regione permanentemente in ombra situata in vicinanza al Polo Sud lunare. L'impatto del razzo è avvenuto il 9 ottobre 2009 , seguito quattro minuti dopo da quello della sonda che in questo modo ha attraversato il pennacchio così sollevatosi e ne ha potuto analizzare la composizione [125] .

Il 13 novembre 2009 , la NASA ha annunciato che, in seguito a un'analisi preliminare dei dati raccolti durante la missione di LCROSS, è stata confermata la presenza di depositi di ghiaccio d'acqua nei pressi del Polo Sud lunare [126] . Nello specifico sono state rilevate linee di emissione dell'acqua nello spettro , nel visibile e nell' ultravioletto , del pennacchio generato dall'impatto sulla superficie lunare dello stadio superiore del razzo che aveva portato la sonda in orbita [126] . È stata inoltre rilevata la presenza di idrossile , prodotto dalla scissione dell'acqua investita dalla radiazione solare [126] .

L'acqua (sotto forma di ghiaccio) potrebbe in futuro essere estratta e quindi divisa in idrogeno e ossigeno da generatori a energia solare. La quantità di acqua presente sulla Luna è un fattore importante nel rendere possibile la sua colonizzazione , perché il trasporto dalla Terra sarebbe estremamente costoso.

La superficie lunare ripresa dal Ranger 9 il 24 marzo 1965, poco prima di schiantarsi sul suolo del satellite

L'acqua lunare potrebbe essere contenuta al suo interno e derivare dalla sua formazione, come rileva uno studio recente (maggio 2011) condotto dalla NASA . Lo studio evidenzia che la percentuale di acqua presente nella Luna potrebbe essere simile a quella terrestre e quindi i depositi rilevati potrebbero essere stati generati dalle eruzioni magmatiche del passato [127] .

Campo magnetico

Per più di un miliardo di anni dalla sua formazione, la Luna ebbe un campo magnetico paragonabile a quello terrestre . Gran parte del calore indispensabile a mantenere fluido il nucleo esterno e il mantello era dato, in parte dal decadimento degli isotopi radioattivi, ma soprattutto dalle forze mareali esercitate dalla Terra , come accade ancor oggi per la luna gioviana Io . Le forze mareali creavano un notevole attrito - e, quindi, riscaldamento interno - negli strati interni della Luna in quanto, all'inizio della sua storia, il satellite, che continua anche oggi ad allontanarsi progressivamente dalla Terra, orbitava intorno al pianeta a una distanza molto inferiore a quella odierna, cosicché la forza gravitazionale esercitata dalla Terra era in grado anche di fondere e far rimanere allo stato fuso le rocce del mantello lunare e quelle del nucleo esterno (che sono tuttora fuse). A distanza ravvicinata, le interazioni di marea tra la Terra e la Luna avrebbero, oltretutto, fatto sì che il mantello del nostro satellite ruotasse in modo leggermente diverso da quello del suo nucleo, creando celle convettive che si mantennero fino a circa 3 miliardi d'anni or sono. Proprio questo movimento differenziale avrebbe indotto nel nucleo un rimescolamento in grado, almeno stando alle previsioni teoriche, di dar luogo a una dinamo magnetica [128] . Il campo magnetico esterno attuale della Luna è molto debole, compreso tra uno e cento nanotesla , circa un centesimo di quello terrestre. Non si tratta di un campo magnetico dipolare globale, che richiederebbe un nucleo interno liquido, ma solo una magnetizzazione crostale, probabilmente acquisita nelle prime fasi della sua storia quando la geodinamo era ancora operativa [129] [130] . Parte di questo residuo di magnetizzazione potrebbe anche derivare da campi magnetici transitori generatisi durante grandi eventi di impatto attraverso l'espansione della nube plasmatica associata all'impatto in presenza di un preesistente campo magnetico ambientale. Questa ricostruzione è supportata dalla localizzazione delle grandi magnetizzazioni crostali disposte agli antipodi dei grandi bacini da impatto [131] .

Ricostruzione dell'intensità del campo magnetico a partire dei dati rilevati dalla sonda Lunar Prospector , 2006

Le misurazioni del campo magnetico possono dare inoltre informazioni su dimensione e conduttività elettrica del nucleo lunare, fornendo quindi dati per una migliore teoria dell'origine della Luna. Per esempio, se il nucleo contenesse una proporzione maggiore di elementi magnetici (come il ferro ) rispetto a quella terrestre, la teoria della nascita per impatto perderebbe credito (anche se potrebbero esistere spiegazioni alternative per questo fatto).

Sopra tutta la crosta lunare si stende uno strato esterno di roccia polverosa, chiamata regolite . Sia la crosta sia la regolite sono distribuite in modo irregolare, l'una con uno spessore da 60 a 100 chilometri, l'altra passando da 3-5 metri nei mari fino a 10-20 metri sulle alture. Gli scienziati pensano che queste asimmetrie siano sufficienti per spiegare lo spostamento del centro di massa della Luna. L'asimmetria della crosta potrebbe anche spiegare la differenza nei terreni lunari che sono formati principalmente da mari sulla faccia vicina e rocce sulla parte lontana.

Atmosfera

La Luna non possiede quella che si può definire un'atmosfera nel senso comune del termine; si può solo parlare di un velo estremamente tenue, tanto che può essere quasi assimilato al vuoto, con una massa totale di meno di 10 tonnellate [132] . La pressione superficiale risultante è attorno a 10 −15 atmosfere ( 0,3 nPa ), variabile in funzione del giorno lunare. La sua origine è imputabile al degassamento e allo sputtering , cioè il rilascio di atomi di gas da parte delle rocce che compongono la Luna, in seguito all'impatto degli ioni portati dal vento solare [116] [133] .

Tra gli elementi che sono stati identificati ci sono sodio , potassio (presenti anche nelle atmosfere di Mercurio e del satellite Io ) generati da sputtering; elio-4, da vento solare; argon-40, radon-222 e polonio-210 da degassamento per effetto del decadimento radioattivo all'interno di crosta e mantello [134] [135] . Non è ben chiara l'assenza di elementi allo stato neutro (atomi o molecole) come ossigeno , azoto , carbonio e magnesio , normalmente presenti nella regolite [134] .

La presenza di vapore acqueo è stata rilevata dalla sonda indiana Chandrayaan-1 a varie latitudini, con un massimo a ~60–70 gradi; si ritiene che possa essere generato dalla sublimazione del ghiaccio d'acqua della regolite [136] . Dopo la sublimazione, questo gas può ritornare nella regolite, sotto l'effetto della debole attrazione gravitazionale della Luna, o essere disperso nello spazio a causa sia della radiazione solare sia del campo magnetico generato dal vento solare sulle particelle ionizzate [134] .

Terremoti sulla Luna

Sismografo installato sulla Luna dagli astronauti dell' Apollo 11 nella loro prima missione. Dispositivi simili vennero trasportati in tutte le altre missioni del programma Apollo

Le missioni Apollo che hanno portato astronauti sulla Luna hanno sbarcato anche alcuni sismografi . Questi sismografi hanno funzionato per molti anni ottenendo risultati ben diversi da quelli posti sulla superficie terrestre [137] . Pur avendo registrato qualche migliaio di terremoti l'anno, si è visto che in media l'energia liberata da essi è molto bassa e non ha quasi mai superato il secondo grado della scala Richter . L'assenza di moti crostali impedisce lo sviluppo di terremoti di alta intensità.

Superficie

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Superficie della Luna .

La superficie della Luna è di due categorie principali: i mari ei crateri. I mari sono quel che resta della passata attività vulcanica e sono di origine basaltica; l'origine risale a più di un miliardo di anni fa [138] . I crateri, invece, sono generati esclusivamente da impatti con asteroidi e non sono frutto di attività geologiche interne.

Mari

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Mare (esogeologia) .
Gravità nel Mare Smythii , confronto tra mappa topografica (in alto) e mappa gravitazionale (in basso). In rosso le elevazioni, in blu le depressioni

Le macchie scure pianeggianti sul lato visibile della Luna sono ben visibili anche a occhio nudo e ai tempi delle prime osservazioni astronomiche non si conosceva affatto la composizione della superficie e per questo si ipotizzò che fossero dei veri e propri mari. Si tratta in verità di pianure basaltiche, originatesi da antiche eruzioni di materiale incandescente seguite all'impatto con asteroidi particolarmente massicci. La maggiore albedo delle montagne lunari (formate da rocce più antiche) è dovuta alla presenza di regolite , che riflette più luce rispetto al basalto, formatasi dall'impatto di innumerevoli micrometeoriti nel corso di centinaia di milioni di anni di storia lunare. Queste pianure basaltiche occupano il 17% della superficie [139] e sono quasi assenti sulla faccia nascosta: l'unico degno di nota è il Mare Moscoviense che è anche il più profondo dell'intera superficie.

Alcuni di questi presentano una tale concentrazione di massa da provocare anomalie gravitazionali: l'intensità del campo gravitazionale dovrebbe diminuire in prossimità di tali depressioni, invece se ne misura un aumento [140] .

Il mare più grande è l' Oceanus Procellarum , chiamato anche Mare Eoum [141] , mare orientale, e si estende per una superficie di oltre un milione di chilometri quadrati. È stato il luogo di atterraggio di molte sonde robotiche del programma Luna [142] e Surveyor [143] ed è stato anche scelto per l'atterraggio della missione umana Apollo 12 .

Crateri

I crateri lunari occupano la maggior parte della superficie della luna e sono di diversi tipi. I crateri più antichi hanno permesso la datazione dell' intenso bombardamento tardivo che ha coinvolto la Terra 4 miliardi di anni fa. Il più visibile di essi è il Cratere Tycho , ben visibile anche a occhio nudo, che prese il nome dall'astronomo Tycho Brahe ; pur non essendo molto grande è datato solo 100 milioni di anni [144] ei detriti successivi all'impatto hanno lasciato segni a raggiera con un'albedo molto elevata, che non sono stati erosi da impatti successivi come per i crateri più antichi.

Altri crateri degni di nota sono i crateri Peary e Malapert , situati rispettivamente in prossimità del polo nord e sud lunare. La peculiarità di questi crateri è di avere i bordi quasi sempre illuminati dal sole ei centri al buio totale, grazie alla loro posizione esterna e alla scarsa inclinazione dell'asse lunare. Sebbene l'illuminazione media annua raggiunga un massimo di 89% ai bordi [145] , i centri sono al 100% al buio per tutti i giorni dell'anno e non sono soggetti agli effetti del vento solare: potrebbero quindi contenere elementi volatili cristallizzati, come l'acqua, ed essere di interesse per una futura missione spaziale.

Mappa della superficie

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Selenografia .
Mappa preparata dalla NASA per la preparazione dell'atterraggio dell' Apollo 11

La prima mappa della Luna risale al 3000 aC, un'illustrazione più che una mappa vera e propria, disegnata col carbone su una tomba di Knowth in Irlanda [146] . È dal XVII secolo che gli astronomi iniziarono a mappare la faccia visibile della superficie e assegnare nomi agli elementi principali, con Leonardo , Galileo e Harriot , soprattutto dopo l'invenzione del telescopio .

Molti dei mari e dei crateri hanno ricevuto una denominazione. Dal 1919, l' Unione astronomica internazionale si occupa di catalogare gli elementi della superficie lunare e assegnare loro un nome ufficiale [147] . Oltre agli elementi sopra citati, anche altri elementi meno comuni hanno ricevuto una denominazione, come monti, catene, fossi, valli e altro ancora [148] . Dagli anni 1970 , anche agli elementi della faccia nascosta, fino ad allora sconosciuti, è stata assegnata una nomenclatura.

La Luna nel mito e nella cultura di massa

La luna protagonista in un quadro di Friedrich
Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Luna (astrologia) e Divinità lunare .

La Luna è spesso protagonista in molte mitologie e credenze popolari. Le numerose divinità lunari sono spesso femminili, come le dee greche Selene [149] e Artemide , e le loro equivalenti romane Luna e Diana . Si possono trovare anche divinità maschili, come Nanna o Sin [150] dei Mesopotamici, Thot [151] degli Egiziani, Men [152] dei Frigi e il dio giapponese Tsukuyomi [153] e anche Isil , che fa parte della mitologia di Arda , mondo immaginario creato da JRR Tolkien .

Presso la religione induista , un aneddoto mitologico avente come protagonista Ganesha (la divinità dalla testa d'elefante) spiega l'origine delle fasi lunari (v. Ganesha e la Luna ). A Maometto viene attribuito il miracolo della divisione della luna [154] .

Parole come "lunatico" sono derivate dalla Luna, a causa della credenza popolare che essa sia una causa di pazzia periodica [155] .

La Luna ( crescente ) con una stella è stato il simbolo, adottato per la prima volta da Mustafa III (1757–1774) e poi definitivamente scelto da Abdul Hamid I (1774–1789) e Selim III (1789–1807), dell' Impero ottomano ed è tutt'ora presente in alcune bandiere degli Stati musulmani [156] .

Personificazione della Luna (miniatura dal codice astrologico De Sphaera , Biblioteca Estense universitaria di Modena )

Ampio rilievo occupa la Luna nelle credenze popolari: per i pescatori bisogna pescare sempre nelle notti di Luna piena perché la Luna attira i pesci in superficie, mentre i contadini sostengono che il mosto vada messo nelle botti durante il novilunio , per farlo diventare vino . Negli orti, poi, la Luna occupa un ruolo importantissimo: bisogna sempre seminare in Luna calante. Ad esempio la lattuga non farebbe il maschio (il fiore) [157] . È tuttora diffusa anche la credenza dell'aumento delle nascite in fase di Luna crescente. Anche gli antichi proverbi popolari si occupano estesamente dell'influenza della Luna su tutti gli aspetti della vita contadina, basti pensare al proverbio: « Luna di grappoli a gennaio luna di racimoli a febbraio » [158]

Nella mitologia medioevale, la Luna piena occupa una posizione importante: si credeva che i lupi mannari si trasformassero alla luce della Luna, credenza con origini risalenti all' antichità classica [159] ; inoltre, sin dall' età romana , stregoni e streghe si riuniscono per i loro Esbat [160] , rituale che, attraverso la Tarda antichità , il Medioevo , il Rinascimento , la Storia moderna e contemporanea si è tramandato fino ad oggi ed è tuttora praticato [161] .

Altre credenze riguardano il sonnambulismo , che secondo le credenze popolari avviene in presenza di luna piena [162] , così come si crede che la Luna possa attirare i terremoti [163] .

Letteratura e fantascienza

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Luna nella fantascienza .
La copertina dell'edizione inglese di "Dalla Terra alla Luna", di Jules Verne

La Luna è stata per lungo tempo un popolare soggetto della fantascienza e delle storie fantastiche di viaggi immaginari , soprattutto fino al primo allunaggio di esseri umani nella missione Apollo 11 nel 1969.

Tra le primissime incursioni fantastiche nel mondo della Luna vi sono l' Icaromenippo e La storia vera , di Luciano di Samosata , scritte nel II secolo aC ; Dante Alighieri , nel canto del Paradiso della Divina Commedia (primi del XIV secolo) descrive l'ascesa attraverso le sfere celesti della Luna, i pianeti da Mercurio a Saturno e di lì alla sfera delle stelle fisse e al cielo degli angeli .

Nel poema cavalleresco Orlando furioso di Ludovico Ariosto (1516, 1532), il cavaliere Astolfo , in sella all' Ippogrifo , vola fin sulla Luna per recuperare il senno perduto da Orlando .

Il tema comunque non divenne popolare prima del Seicento , quando l'invenzione del telescopio favorì l'accettazione popolare del concetto di "un mondo nella Luna", cioè che la Luna era un corpo fisico abitabile, che avrebbe potuto essere raggiunto con un qualche tipo di trasporto aereo e spaziale. Il concetto dell'esistenza di un altro mondo, vicino al nostro e capace di guardare giù verso di noi da tale distanza, fornì ampio materiale per commenti satirici sulle abitudini dei terrestri; il tema si prestava anche a intenti di divulgazione scientifica. Tra le prime storie notevoli che trattano questo concetto vi sono il Somnium (Sogno) (1634) di Giovanni Keplero (scritto prima del 1610 ma pubblicato postumo), The Man in the Moone (1638) del vescovo anglicano Francis Godwin, The Discovery of a World in the Moone di John Wilkins (1638), L'altro mondo o Gli stati e gli imperi della luna ( L'autre monde ou Les ètats et empires de la lune , pubblicato postumo nel 1657) di Cyrano de Bergerac .

Un celebre fotogramma del film Viaggio nella Luna ( Le voyage dans la Lune , 1902) di Georges Méliès

Il primo viaggio verso la Luna è stato un tema popolare della fantascienza: tra le opere che lo narrano vi sono " Relazione del primo viaggio alla Luna fatto da una donna nell'anno di grazia 2057" (Napoli, 1857) dell'astronomo Ernesto Capocci , Dalla Terra alla Luna (1865) e il seguito Intorno alla Luna (1870) di Jules Verne , На Луне ("Sulla Luna", 1893) di Konstantin Ėduardovič Ciolkovskij , I primi uomini sulla Luna (1901) di HG Wells , Il popolo della Luna ( The Moon Maid , 1926) di Edgar Rice Burroughs .

Il tema del viaggio dalla Terra alla Luna attrasse da subito l'attenzione del mondo del cinema . Già nel 1902 Georges Méliès sceneggiò e diresse Viaggio nella Luna ( Le voyage dans la Lune , 1902). A esso fece seguito, tra gli altri, Una donna nella Luna ( Frau im Mond , 1929), per la regia di Fritz Lang . Robert A. Heinlein , che si è occupato in modo esteso di narrare i primi viaggi e la colonizzazione della Luna, riorganizzando i suoi racconti all'interno di una Storia futura coerente, contribuì alla sceneggiatura dei film Uomini sulla Luna (1950), alla cui realizzazione collaborò l'illustratore astronomico Chesley Bonestell , e Project Moonbase (1953). Insediamenti umani sulla Luna si ritrovano in molti altri racconti e romanzi, anche se non tutti sono incentrati sulla vicende della colonia stessa, che spesso svolge solo un ruolo di ambientazione. Arthur C. Clarke vi dedicò uno dei suoi primi racconti, La sentinella (1948), che costituì l'embrione del soggetto per 2001: Odissea nello spazio di Stanley Kubrick . Nell'ambito cinematografico si può citare anche Base Luna chiama Terra ( First Men in the Moon , 1964), di Nathan Juran , parzialmente basato sul romanzo I primi uomini sulla Luna di HG Wells.

Anche in campo televisivo la Luna è stata lo scenario di diverse opere; Gerry Anderson nel 1969 ideò e produsse UFO , una serie televisiva nella quale la Luna è il sito delle prime difese terrestri che fronteggiano le attività ostili degli extraterrestri , grazie alla presenza di una base permanente di un'organizzazione militare internazionale segreta (la SHADO ) dalla quale partono gli intercettori. Dello stesso Anderson è un'altra serie di grande successo, la co-produzione italo-britannica Spazio 1999 (1975-1977) nella quale la Luna, sfuggita all'attrazione terrestre a causa di una enorme esplosione nucleare, vagabonda nel cosmo con la base scientifica Alfa ei suoi occupanti.

La Luna viene menzionata più volte anche nella saga di Star Trek : nel film Primo contatto viene spiegato che nel XXIV secolo la Luna è abitata da 50 milioni di persone, e dalla Terra nelle nottate limpide sono visibili almeno due città e il lago Armstrong. In quella pellicola l'astronave Enterprise torna sulla Terra del passato per inseguire una sfera Borg , e il comandante Riker si meraviglierà nel vedere una Luna ancora "incontaminata" nell'anno 2063. Nella serie televisiva con lo stesso equipaggio del film ( Star Trek: The Next Generation ), il dottor Beverly Crusher , uno dei personaggi principali della serie, è nata a Copernicus City, città lunare.

Note

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