Lune
La Lune, dite aussi Terre , est l’unique satellite naturel permanent de la planète Terre. Il s’agit du cinquième plus grand satellite naturel du Système solaire, et du plus grand des satellites planétaires par rapport à la taille de la planète autour de laquelle il orbite. Elle est le deuxième satellite le plus dense du Système solaire après Io, un satellite de Jupiter.
La face cachée de la Lune est l’hémisphère de la Lune qui se situe en permanence du côté opposé à la Terre, l’autre étant nommé face visible de la Lune. En effet, un seul et même hémisphère de la Lune est visible depuis la Terre, car la Lune possède une période de rotation égale à sa période de révolution (27,321 7 jours), phénomène appelé rotation synchrone.
L’autre hémisphère est donc invisible depuis la Terre, et n’a été photographié et cartographié que grâce aux sondes spatiales, la première étant la sonde soviétique Luna 3 en 1959. Les premiers hommes à l’apercevoir directement furent l’équipage de la mission Apollo 8 en orbite autour de la Lune en 1968. Le terrain rugueux est remarquable aussi bien par la multitude de cratères que par sa pauvreté en mers lunaires.
La Lune est en rotation synchrone avec la Terre, lui montrant donc constamment la même face. Celle-ci, appelée face visible, est marquée par des mers lunaires volcaniques sombres qui remplissent les espaces entre les hautes terres claires et ses cratères d’impact proéminents. Réciproquement, elle possède une face cachée, qui présente moins de mers mais beaucoup plus de cratères, dont le bassin Pôle Sud-Aitken, le plus grand du satellite et l’un des plus grands du Système solaire par son diamètre de 2 500 km. Elle est dépourvue d’atmosphère dense et de champ magnétique. Son influence gravitationnelle sur la Terre produit les marées océaniques, les marées terrestres, un léger allongement de la durée du jour et la stabilisation de l’inclinaison de l’axe terrestre.
La distance orbitale moyenne de la Lune est de 384 402 km, soit environ trente fois le diamètre terrestre, et sa période de révolution vaut 27,3 jours. La taille apparente de la Lune dans le ciel est approximativement la même que celle du Soleil, puisque le diamètre de l’étoile est environ 400 fois celui du satellite, mais qu’elle est également 400 fois plus éloignée. Par conséquent, la Lune peut couvrir presque exactement le Soleil dans le ciel, permettant l’apparition d’éclipses solaires totales. Cette correspondance de taille apparente disparaîtra dans un avenir lointain du fait de l’augmentation de la distance lunaire d’environ 3,8 cm par an. La formation de la Lune remonterait à il y a environ 4,51 milliards d’années, peu de temps après celle de la Terre. L’explication la plus largement acceptée est que la Lune s’est formée à partir des débris restants après un impact géant entre une proto-Terre et une protoplanète de la taille de Mars, appelée Théia.
La Lune est survolée pour la première fois par la sonde spatiale Luna 2 en 1959. Durant plus d’une décennie, elle est notamment étudiée par les programmes Luna et Apollo, respectivement soviétique et américain. Cette course à l’espace culmine en 1969 avec les premiers humains posant le pied sur la Lune lors de la mission Apollo 11 emportant Neil Armstrong et Buzz Aldrin. Dix autres astronautes de la NASA foulent ensuite le sol lunaire jusqu’à Apollo 17 en 1972. Ces missions permettent de ramener sur Terre des roches lunaires qui, avec les observations effectuées sur place, permettent de développer la connaissance géologique de la Lune, de sa structure interne et de l’histoire de sa formation. Délaissée à partir de 1974 par les puissances spatiales, l’astre connaît un nouvel intérêt dans les années 1990, deux missions de la NASA — Clementine et Lunar Prospector — découvrant des indices de la présence de glace d’eau, notamment au pôle Sud. À compter de la fin des années 1990, la Lune est la destination principale des sondes spatiales des nouvelles nations spatiales, notamment la Chine, le Japon et l’Inde. De nouvelles missions habitées vers la Lune, voire une colonisation, sont envisagées dans les années 2020.
En sa qualité de deuxième objet céleste dans le ciel terrestre par sa magnitude apparente, après le Soleil, et du fait de son cycle régulier de phases correspondant à sa période synodique de 29,5 jours, la Lune sert de référence et d’influence culturelle aux sociétés humaines depuis des temps immémoriaux. Celles-ci se retrouvent dans la langue, les calendriers, l’art et la mythologie.
La gravité de la Terre s’exerce sur la Lune, ce qui la maintient en orbite autour de notre planète. Cependant, la Lune exerce aussi une force d’attraction sur la Terre. Puisque la gravité de la Lune est moins importante que celle de la Terre, elle n’influence pas la trajectoire de la Terre dans l’espace. Elle fait plutôt bouger les océans, ce qui génère le phénomène des marées.
Lorsque la masse d’eau augmente en un point donné sur la Terre, le niveau de l’eau s’élève. On dit alors que la marée est haute (pleine mer). Lorsque la masse d’eau diminue en un point donné sur la Terre, on dit que la marée est basse (basse mer). Il s’agit d’un phénomène facilement observable sur les côtes océaniques. Le marnage mesure l’amplitude entre la zone de basse marée et la zone de haute marée.
En astronomie, la phase de la Lune ou, moins communément, phase lunaire désigne une portion de Lune illuminée par le Soleil et vue à partir de la Terre. Cette dernière correspond à la partie de la Lune orientée à la fois vers la Terre et vers le Soleil. Puisque la Lune se déplace en orbite autour de la Terre, les phases lunaires changent d’une journée à l’autre, complétant un cycle au bout d’une lunaison, d’une durée d’environ 29,5 jours. La Lune présentant toujours la même face envers la Terre et son orbite étant peu inclinée, les phases lunaires présentent à peu près toujours les mêmes parties de la Lune d’un cycle à l’autre.
Il existe quatre phases lunaires principales, délimitées chacune par quatre points caractéristiques de l’apparence lunaire :
- la nouvelle lune ou lune nouvelle : la Lune et le Soleil sont en conjonction par rapport à la Terre ; la Lune se trouve exactement entre le Soleil et la Terre ; elle n’apparaît donc pas dans le ciel de nuit, mais en journée et seule sa face cachée est illuminée ;
- le premier croissant, où la surface éclairée augmente à chaque jour jusqu’au premier quartier, dans l’hémisphère nord elle prend la forme d’une parenthèse de fin ;
- le premier quartier : la Lune est en quadrature Est ; il s’agit d’une demi-Lune ; dans l’hémisphère nord, elle est visible comme la panse d’un « p » (premier) ;
- la lune gibbeuse croissante ;
- la pleine lune ou lune pleine : la Lune et le Soleil sont en opposition par rapport à la Terre; la face visible est alors entièrement éclairée ;
- la lune gibbeuse décroissante ;
- le dernier quartier : la Lune est en quadrature Ouest ; il s’agit également d’une demi-Lune ; dans l’hémisphère nord, on la voit comme la panse d’un « d » (dernier) ;
- le dernier croissant, où la surface éclairée diminue à chaque jour jusqu’à la nouvelle lune suivante ; dans l’hémisphère nord, elle prend alors la forme d’une parenthèse ouvrante, « (« .
Il est possible de décrire la phase au moyen d’une quantité appelée âge de la lune. Il s’agit du temps écoulé depuis l’instant de la dernière nouvelle lune, généralement exprimé en jour solaire. L’âge de la lune permet ainsi, notamment, de repérer la position approximative du terminateur au cours d’une lunaison. Il est également utilisé comme base de différents types de calendriers lunaires.
Il est de même possible de décrire la phase par une mesure de l’angle formé par le système Lune-Terre-Soleil dans le plan de l’écliptique. Cet angle est nul (0 degré) dans la situation d’opposition Lune-Soleil, croît avec l’évolution de la phase, et vaut 180 degrés dans la situation de conjonction.
Bien que la partie éclairée de la Lune visible à partir de la Terre soit la même partout à sa surface, l’orientation de cette dernière par rapport à l’horizon donne un aspect différent à la Lune selon la latitude de l’observateur.
Distance Terre-Lune
Selon les nuits, la Lune nous semble plus ou moins proche. Et pour cause, sa distance par rapport à la Terre varie entre 356 000 et 406 000 kilomètres. En moyenne, il faut compter 3 jours afin d’atteindre la Lune. Neil Armstrong aura mis plus de 73 heures avant de frôler le sol lunaire.