Notre voisine : la Lune

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre. Elle nous est très familière puisqu’il s’agit de l’astre le plus facile d’observation dans notre ciel.
La Lune est le treizième plus grand corps du système solaire. C’est le seul grand satellite autour d’une planète tellurique (rocheuse) : Mercure et Vénus n’ont pas de satellites, quand à Mars, elle possède deux petites lunes de moins de 50 km, ce qui est extrêmement petit par rapport à notre Lune.
C’est le corps céleste le mieux connu de tout le système solaire (après notre planète) : c’est le seul astre qui a été exploré directement par des hommes. De plus, il a été  de nombreuses fois exploré par des robots.

Un premier quartier de Lune observé au télescope à la tombée de la nuit.
Grossissement : x 50

Caractéristiques  :

La Lune est le cinquième plus grand satellite d’une planète après Ganymède, Callisto, et Io satellites de Jupiter et Titan, satellite de Saturne.
Ici de gauche à  droite, en respectant l’échelle : Ganymède, Titan, Callisto,Io, La Lune, Europe, Pluton (planète naine) et Triton (Lune de Neptune).

Photomontage : NASA.

Diamètre : 3476 km (Terre : 12 750 km)

Masse : 7.10²² kg soit  1/87 celle de la Terre

Révolution synodique (autour de la Terre) :  29 J. 12 H 44 min.

Révolution sidérale (le retour à une même position par rapport à une étoile fixe): 27 J. 43 min.

Distance :      .Moyenne de la Terre : 384 300 km (1,3 s. lumière)

.Périgée : 356 400 km

. Apogée : 406 700 km

Température :   .Maximale (jour) : 120 C°

.Minimale (nuit) : -170 C°

Vitesse orbitale moyenne : 1km/s

Constante gravitationnelle, g (n/kg) : 1,6 (sur Terre g =9,8), donc on pèse six fois moins environ sur la Lune que sur la Terre.

Composants de l’atmosphère : pas d’atmosphère

Point culminant : Bord du cratère Engeldhart + 10 750 m

Point le plus bas : Cratère Antoniadi -9060 m

Un astre facile à observer :

Observer la Lune dans le ciel est facile : à l’œil nu, aux jumelles ou encore mieux au télescope !
Ce bel astre nous montre une diversité de visages : phases, éclipses, occultation d’une planète…
En voici quelques exemples.

Les différentes phases de la Lune, sont les variations du visage de notre Lune les plus faciles à observer.
De gauche à droite : premier croissant, premier quartier, lune gibbeuse croissante, pleine Lune, lune gibbeuse décroissante, dernier quartier, dernier croissant. 

Photos de l’éclipse lunaire du 27 juillet 2018.
Photo de gauche : éclipse lunaire totale à 23 heures.
La Lune est de couleur rouge car elle rentre dans l’ombre de la Terre. La seule Lumière qui peut éclairer la Lune est la lumière du Soleil reflétée dans la haute atmosphère terrestre. L’atmosphère terrestre « joue » alors le rôle de « filtre », la Lune ne reçoit donc qu’un peu de lumière de couleur rouge à sa surface. Elle apparait donc très peu lumineuse est d’une teinte rougeâtre
Photo de droite : en dessous de la Lune, Mars elle aussi de couleur rougeâtre mais sans éclipse. Photo prise à 23h15, la Lune commence à sortir de l’ombre de la Terre, son côté gauche est directement éclairé par le Soleil.

L’occultation d’une planète par la Lune est un phénomène peu commun : il s’agit du passage de la Lune devant une planète dans le ciel.
Le début ou la fin d’une occultation permet de voir la planète à côté de notre Lune et de comparer leur taille relative dans le ciel facilement.
Il s’agit ici de la fin de l’occultation de Jupiter le 14 juillet 2012. On distingue bien 3 des 4 grandes Lune de Jupiter sur cette image.

Observation de la lumière cendrée au télescope. Lorsque la Lune se présente comme un fin croissant, on peut voir l’ensemble de l’astre légèrement éclairé.
Le croissant de Lune est directement éclairé par le Soleil, alors que le reste de la Lune est éclairée par la Terre qui reflète la Lumière du Soleil.
Si on se situé dans la zone où l’on observe la lumière cendrée, on verrait dans le ciel un clair de Terre qui éclaire légèrement le paysage de la Lune.

Mars avant son passage derrière la Lune dans le ciel, on parle d occultation.
Observation matinale au télescope le 08 décembre 2022.

Mars juste à côté de la Lune dans le ciel.
Bien qu avec un diamètre 2 fois plus grand que la Lune, Mars est au minimum à 80 millions de kilomètres de la Terre soit environ 200 fois plus loin que la Lune.
Donc Mars est environ 100 fois plus petite que la Lune vue depuis la Terre .

Perspective lors d’un coucher de Lune : une éolienne est bien visible. Image prise à l’aide d’un télescope (grossissement : X 50).
La Lune prend une couleur orangée lors de son couché car la lumière de la Lune traverse une plus grande épaisseur de l’atmosphère terrestre. L’atmosphère joue alors le rôle de filtre. Seul les ondes lumineuses rouges et orangées arrivent à traverser l’épaisseur de l’atmosphère à l’horizon.

Le télescope est suffisant pour commencer à explorer la surface de la Lune et observer une richesse de détails.
On voit ici : la mer des crises : un grand cratère de 570 km de diamètre remplie en son centre d’une grande plaine basaltique (lave refroidie) lui donnant cette teinte grise.

Surface très cratérisée au centre / sud de la Lune. Parmi les plus gros cratères on peut ici voir Ptolémée en haut de l’image (153 km de diamètre) ou Longomontanus en bas de l’image (145 km de diamètre).
La plupart de ces grands cratères sont très anciens : ils ont été formés il y a environ 3,8 milliards d’années lors du grand bombardement tardif.
Ce bombardement a été causé par le déplacement de l’orbite de Neptune qui a perturbée la ceinture de Kuiper, provoquant de nombreuses chutes d’astéroïdes sur toutes les planètes.

La Lune : un astre « mort » ?

Cette photo a été prise le 24 décembre 1968 par Bill Anders de la mission Apollo 8 en orbite autour de la Lune

Cette photo a une symbolique très forte :

Tout d’abord le contraste entre la Lune, ce corps gris et « mort » où rien ne se passe : ni vie, ni vent (pas d’atmosphère), ni volcan actif, et les paysages assez semblables : cratères, plaines de basaltes, montagnes, le tout formant un gigantesque désert de roches et de poussières.
Le plus grand changement sur la Lune reste l’alternance entre le jour et la nuit.
Au contraire, notre planète bleue est la planète des changements : tempêtes, nuages,  volcans, tectonique des plaques….
De plus cette planète est modifiée par l’ensemble des êtres vivants ou biosphère.
Notre Terre a une diversité extrême de paysages : entre les déserts de sables, de glaces, les forêts humides, les récifs, les montagnes enneigés, les mares, lacs, mers, océans, ruisseaux, rivières, fleuves, plaines, îles et continents…

On remarque alors que cette comparaison nous montre la chance de vivre sur notre magnifique planète.
On observe aussi que sur cette image notre planète est un  petit rond bleu face à l’infini du cosmos : elle est limitée et de ce fait elle a aussi des ressources limités.

Observation d’un tunnel de lave effondré  sur la Lune. Photo prise lors de la mission Apollo 15 avec au premier plan la « jeep lunaire » et l’astronaute James Irwin.
Sur la Lune, les derniers épisodes volcaniques d’importance datent de plusieurs milliards d’années. La faible taille de la Lune a provoqué son refroidissement rapide au contraire de la Terre.

Image prise depuis l’orbite par la sonde LRO : (Lunar Reconnaissance Orbiter-Nasa). Photo du site d’atterrissage d’Apollo 11. Depuis le départ des astronautes en 1969, rien n’a bougé. On peut même observer les traînés laissées par les empreintes de pas des astronautes.
Ce site montre bien à lui seul à quel point sur la Lune les changements sont rares. On peut donc bien parlé d’un astre « mort » ou inactif du point de vue de la géologie, du climat ou de la présence de vie.