Parliamo di Luna
La Luna è l'unico satellite naturale della Terra. Il suo nome proprio viene talvolta utilizzato, per estensione e
con l'iniziale minuscola, una luna, come sinonimo di satellite naturale anche per i satelliti di altri pianeti. Il suo
simbolo astronomico
è una rappresentazione stilizzata della sua fase crescente. La faccia della Luna
rivolta in direzione opposta alla Terra si chiama propriamente faccia lontana. A volte viene chiamata faccia
oscura, il cui significato è qui inteso come sconosciuto e nascosto; si riferisce anche al black out delle
comunicazioni radio, che avviene quando una sonda spaziale si muove dietro la faccia lontana. Questa
interruzione delle comunicazioni è causata dalla massa della Luna che blocca i segnali radio. Il termine
faccia oscura è spesso erroneamente interpretato come una mancanza di radiazioni solari, ma il Sole
illumina la faccia lontana esattamente come quella rivolta verso di noi. La maggior parte della faccia lontana
non può essere vista dalla Terra, perché la rivoluzione della Luna attorno alla Terra e la rotazione attorno al
suo asse hanno lo stesso periodo. Una piccola porzione può essere vista grazie alla librazione, che rende
irregolare il moto di rotazione della Luna. Nel complesso dalla terra è visibile circa il 59% della superficie
lunare. La faccia vicina della Luna è coperta da circa 30 000 crateri contando quelli con un diametro di
almeno 1 chilometro. Il cratere lunare più grande è il bacino Polo Sud-Aitken, ha un diametro di circa 2500
chilometri ed è profondo 13 chilometri, occupa la parte meridionale della faccia lontana.
Dati anagrafici (all’epoca J2000)
Perigeo
Apogeo
Circonferenza Orbitale
Periodo Orbitale
Periodo Sinodico
Velocità Orbitale
Km 363.104
Km 405.696
Km 2.413.402
Giorni 27,321.661.55 – 27d 7h 43,2min
Giorni 29,530.588 – 29d 12h 44
968 m/s
min
1.022 m/s
media
1.082 m/s
max
5,145396°
da 18,30° a 28,60°
0,0554
Inclinazione sull’eclittica
Inclinazione rispetto all’equatore della Terra
Eccentricità
Dati Fisici
Raggio medio
Diametro equatoriale
Diametro polare
Schiacciamento
Superficie
Volume
Massa
Densità media
Accelerazione di gravità in superficie
Velocità di fuga
Periodo di rotazione
Velocità di rotazione all’equatore
Inclinazione dell’asse sull’eclittica
Temperatura superficiale
Km 1738 (medio)
Km 3.476,2
Km 3.472,0
0,0012
3,793 x 1013 m2
2,1958 x 1019 m3
7,347.673 x 1022 kg
3,3462 x 103 kg/m3
1,622 m/s2 (kg 0,1654)
2.380 m/s
Rotazione sincrona
4,627 m/s
1,5424°
40 K min
250 K media
396 K max
3 x 10-10 Pa
0,12
Pressione atmosferica
Albedo
Dati Osservativi
Magnitudine apparente da Terra
-12,74
1
Etimologia
Il termine luna deriva dall'omonimo latino luna dalla radice indoeuropea leuk- di luce, come leuksna ossia la
luminosa, come nell'avestico raoxsnà (la brillante), il sanscrito ciandrà-mas (luna brillante) e il greco σελήνη
(da σέλας, brillio, splendore), esempi che mantengono il significato di la lucente, sebbene siano di diverse
etimologie.
La Luna e la sfera celeste
Moto della luna durante uno periodo sinodico, che è 29 d 12 h 44,0 min.
La Luna compie un'orbita completa della sfera celeste circa ogni 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 11 secondi ma
l'osservatore sulla Terra conta circa 29,5 giorni tra una nuova luna e la successiva, per via del
contemporaneo movimento di rivoluzione terrestre. Nel corso di un'ora si muove nel cielo di una distanza
vicina alla sua dimensione apparente, circa mezzo grado. La Luna rimane sempre in una regione del cielo
chiamata lo Zodiaco, che si estende circa 8 gradi sopra e sotto l'eclittica. Essa viene attraversata dalla Luna
ogni 2 settimane.
Rotazione
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 d 7 h 43 min 11 s. Questo è il motivo per cui la Luna rivolge alla
Terra sempre la stessa faccia. L'attrazione che la Terra esercita sul rigonfiamento equatoriale più che sulle
zone polari sulla Luna provoca in essa delle oscillazioni di lieve entità, le librazioni, che insieme alle librazioni
apparenti, connesse alle posizioni che la Luna assume rispetto alla Terra, ci consentono di vedere un po' più
della metà della superficie lunare, circa il 59%.
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Breve storia della comprensione della Luna
La Luna rapportata alla Terra
Nei tempi antichi non erano rare le culture, prevalentemente nomadi, che ritenevano che la Luna morisse
ogni notte, scendendo nel mondo delle ombre; altre culture pensavano che la Luna inseguisse il Sole o
viceversa. Ai tempi di Pitagora, come enunciava la scuola pitagorica, veniva considerata un pianeta. Durante
il Medioevo alcuni credevano che la Luna fosse una sfera perfettamente liscia come sosteneva la teoria
aristotelica, ed altri che vi si trovassero oceani a tutt'oggi il termine mare è impiegato per designare le regioni
più scure della superficie lunare. Quando nel 1609 Galileo puntò il suo telescopio sulla Luna scoprì che la
sua superficie non era liscia, bensì corrugata e composta da vallate, monti alti più di 8000 metri e crateri. Da
quel momento si comprese che esso era un corpo solido proprio come la Terra. Ancora nel 1920 si pensava
che la Luna potesse avere un'atmosfera respirabile o così lasciano intendere i racconti di fantascienza del
periodo e comunque anche alcuni astronomi ipotizzavano la presenza di un piccolo strato d'aria per rendere
ragione di alcuni fenomeni osservati durante le occultazioni lunari e che erano inspiegabili. Per esempio
l'astronomo Alfonso Fresa nel suo trattato, a proposito delle anomalie delle occultazioni lunari scriveva: Un
altro fenomeno, davvero inspiegabile, è quello osservato a Leningrado, durante l'eclisse totale di Luna del 14
agosto 1924, da W. Maltzew per la stella BD-15°6037 di settima grandezza: per circa due secondi la stella
sembrò apparire nettamente proiettata sul disco eclissato della Luna. L'autore prosegue: Escludendo il caso
di fenomeni dovuti ad illusioni ottiche e quello di stelle doppie, per tutti gli altri casi osservati e confermati da
fonti diverse ed a cui non si può dare una esauriente spiegazione, si ricorre alla ipotetica spiegazione di un
sottilissimo strato d'aria, molto tenue, situato in qualche depressione del suolo ma sufficiente ad affievolire la
luce stellare. Sempre il Fresa ponendosi più in generale il problema dell'abitabilità della Luna la legava
inscindibilmente alla presenza dell'acqua e dell'aria e riferiva in questi termini: Innanzitutto bisogna intendersi
sul significato della parola vita, la quale, se va intesa nel senso organico, molto difficilmente potrà ancora
albergare sulla Luna, giacché mancano lassù i fattori necessari alla sua esistenza: l'aria e l'acqua. Si
potrebbe obiettare che un'assenza completa di esse non debba essere presa alla lettera, perché pur non
verificandosi nemmeno in piccolissima parte i fenomeni di rifrazione, un residuo sparutissimo di aria può
esistere sul nostro satellite, per quanto anche l'analisi spettroscopica abbia confermato che il nostro satellite
è completamente privo di atmosfera. Nel 1969, Neil Armstrong e Buzz Aldrin furono i primi uomini a
camminare sulla Luna. Successivamente saranno soltanto altri 10 uomini a camminare sulla Luna.
Formazione della Luna
Rappresentazione artistica dell'impatto.
3
Le origini della Luna sono al centro di un dibattito scientifico molto acceso. La teoria più accreditata è quella
secondo cui essa si sia formata a seguito della collisione di un planetoide delle dimensioni simili a quelle di
Marte con la Terra quando quest'ultima era ancora calda, nella prima fase della sua formazione, tale
planetoide è chiamato a volte Theia. Il materiale scaturito dall'impatto rimase in orbita intorno alla Terra e per
effetto della forza gravitazionale si riunì formando la Luna. Detta comunemente la Teoria dell'Impatto
Gigante, è supportata da simulazioni pubblicate nell'agosto 2001. Una conferma di questa tesi deriva 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 la Luna
si formò insieme alla Terra o fu catturata in seguito.
Caratteristiche fisiche
Superficie lunare
Poiché il periodo di rotazione della Luna è esattamente uguale al suo periodo orbitale, noi vediamo sempre
la stessa faccia della Luna, rivolta verso la Terra. Questa sincronia è il risultato dell'attrito gravitazionale che
ha rallentato la rotazione della Luna nella sua storia iniziale. A causa di queste forze, dette anche forze di
marea, anche la rotazione della Terra viene gradualmente rallentata, e la Luna si allontana lentamente dalla
Terra mentre il momento rotazionale di quest'ultima viene trasferito al momento orbitale della Luna.
L'attrazione gravitazionale che la Luna esercita sulla Terra è la causa delle maree del mare. Le variazioni
della
marea
sono
sincronizzate
con
l'orbita
della
Luna
attorno
alla
Terra.
Rappresentazione in scala della distanza Terra-Luna
Tempo impiegato dalla luce ad attraversare la distanza Terra Luna, circa 1,28 secondi.
Con ciò possiamo anche dire che la Luna dista da noi 1,28 secondi/luce
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La Terra e la Luna orbitano attorno ad un centro di massa comune, che si trova ad una distanza di circa
4700 chilometri dal centro della Terra. 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, le rotazioni dei due corpi
celesti, l'orbita della Luna attorno alla Terra e l'orbita di questa attorno al Sole sono tutte in senso antiorario.
Crateri lunari
Rispetto agli altri satelliti del sistema solare, la Luna è eccezionalmente grande rispetto al pianeta attorno a
cui orbita, tanto che il sistema Terra-Luna può essere quasi considerato un pianeta doppio, quasi, perché il
centro di gravità del sistema Terra-Luna è comunque di poco all'interno della Terra. In genere, satelliti di
dimensioni ad essa comparabili orbitano attorno ai giganti gassosi, Giove, Saturno, mentre i pianeti più affini
alla Terra o non hanno satelliti, Venere o ne hanno di minuscoli, Marte. Il piano dell'orbita della Luna è
inclinato di 5°19' rispetto a quello dell'orbita della Terra intorno al Sole il piano dell'eclittica. Il piano orbitale
della Luna, assieme al suo asse di rotazione, ruota in senso orario con un periodo di 18,6 anni, sempre
mantenendo un'inclinazione di 5°19' gradi; 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. Le ere geologiche della Luna vengono definite in base alla datazione di alcuni
crateri che hanno avuto un effetto significativo sulla sua storia. Le forze di marea che oggi causano le maree
terrestri erano attive anche quando la Luna era in via di formazione, ed ancora fusa. Poi si raffreddò e si
solidificò, ma mantenne la forma di un ellissoide con l'asse maggiore puntato verso la Terra. Le forze di
marea della Luna sulla Terra, pur molto minori di quelle della Terra sulla Luna, hanno avuto l'effetto di
rallentare progressivamente la velocità di rotazione della Terra. È stato calcolato per esempio che 400
milioni di anni fa il giorno terrestre durava 21,8 ore circa. Inoltre i reciproci effetti mareali tendono a far
aumentare la distanza tra di due corpi: alla stessa epoca essa era di circa 320.000 km.
Composizione chimica
Più di 4,5 miliardi di anni fa, la superficie della Luna era un oceano di magma liquido. Gli scienziati pensano
che uno dei componenti delle rocce lunari detto KREEP, acronimo dell'espressione inglese K potassio, Rare
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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. La crosta lunare è composta da una varietà
di elementi primari: uranio, torio, potassio, ossigeno, silicio, magnesio, ferro, titanio, calcio, alluminio e
idrogeno. Quando viene bombardato dai raggi cosmici, ogni elemento riimmette 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. Una mappa globale della Luna, che riporti l'abbondanza di questi
elementi, non è ancora stata realizzata.
Presenza di acqua
]
Immagine dalla sonda Clementine
La Luna per gran parte della sua storia antica è stata bombardata da asteroidi e comete, molte delle quali
ricche d'acqua. L'energia della luce solare divide la maggior parte di quest'acqua nei suoi elementi
costituenti, idrogeno ed 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 o inglobate
nella crosta. 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. Le successive missioni lunari hanno tentato di confermare questi risultati, senza tuttavia fornire dati
definitivi. Nell'ambito del suo progetto di ritorno sulla Luna, la NASA ha deciso di finanziare il Lunar Crater
Observation and Sensing Satellite. 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. Il 13 novembre 2009, la NASA ha annunciato che, in seguito ad 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. Nello specifico sono state rilevate linee di emissione
dell'acqua nello spettro, nel visibile e nell'ultravioletto, del pennacchio generato dall'impatto sulla superficie
6
lunare dello stadio superiore del razzo che aveva portato la sonda in orbita. È stata inoltre rilevata la
presenza di idrossile, prodotto dalla scissione dell'acqua investita dalla radiazione solare. L'acqua (sotto
forma di ghiaccio) potrà in futuro essere estratta e quindi divisa in idrogeno ed ossigeno da generatori ad
energia solare. La quantità di acqua presente sulla Luna è un fattore importante nel rendere possibile la sua
colonizzazione, perché il trasporto dalla Terra è estremamente costoso.
Campo magnetico
Il campo magnetico della Luna è molto debole a paragone di quello terrestre. Si pensa che una parte di esso
sia intrinseca, come in una parte della crosta lunare chiamata Rima Sirsalis, mentre le collisioni con altri
corpi celesti possono averne formata un'altra parte. In effetti, una delle questioni ancora aperte nella scienza
planetaria è se un corpo senz'aria, come la Luna, possa ottenere un campo magnetico da impatti con
comete e asteroidi. 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 ha un'atmosfera propriamente detta. I pochi atomi che derivano dal degassamento, il rilascio di
gas, come il radon, da parte delle rocce che compongono la Luna, e dal vento solare, che viene brevemente
catturato dalla gravità lunare, non vengono trattenuti dalla gravità del satellite, quindi non si può parlare di
una vera atmosfera.
Terremoti sulla Luna
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. 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.
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Osservazione della Luna
Luna al crepuscolo con Venere, accanto e Giove, in alto.
Librazioni lunari con il succedersi delle fasi
Grazie a quella che sembra essere una straordinaria coincidenza, le grandezze apparenti della Luna e del
Sole, visti dalla Terra, sono comparabili. Per effetto della variazione delle distanze Luna-Terra e Terra-Sole,
dovute all'eccentricità delle rispettive orbite, la dimensione apparente della Luna vista dalla superficie
terrestre varia da un valore leggermente inferiore a un valore leggermente superiore a quello del diametro
apparente del Sole: questo fatto rende possibili, oltre che le eclissi solari parziali, anche eclissi solari totali,
anulari e miste. La Luna e anche il Sole, sembra più grande quando è vicina all'orizzonte. Questa è
un'illusione ottica provocata dall'effetto psicologico della diversa percezione delle distanze verso l'alto e in
orizzontale. In realtà, la rifrazione atmosferica e la distanza leggermente maggiore rendono l'immagine della
Luna un poco più piccola all'orizzonte rispetto al resto del cielo. Varie aree chiare e scure creano immagini
che sono interpretate nelle varie culture come l'Uomo della Luna, oppure il coniglio e il bufalo, e altre; il
fenomeno è indicato col nome di pareidolia. Al telescopio si possono riconoscere catene di montagne e
crateri. Le pianure, scure e relativamente spoglie di dettagli, sono chiamate mari lunari, oppure maria in
Latino, perché erano credute corpi d'acqua dagli astronomi antichi. Le parti più chiare ed elevate sono
chiamate terre, o terrae. Durante le lune piene più brillanti, la Luna raggiunge una magnitudine apparente di
circa -12,6. Per confronto, il Sole ha una magnitudine apparente di -26,8 mentre Sirio, la stella più brillante,
solo -1,4.
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Luna rossa
A volte capita di vedere la Luna che, nel momento in cui sorge, possiede un colore rossastro. Tutto ciò
avviene poiché la sua luce, che proviene dal Sole e che è reindirizzata sulla Terra, deve attraversare uno
strato atmosferico più ampio rispetto a quello che trova nel momento in cui è più alta nel cielo. Così, le
radiazioni emanate con la sua luce, si trovano a dover oltrepassare una serie maggiore di polveri e
turbolenze dell'aria, le quali disperdono questi raggi luminosi, attraverso il fenomeno della diffusione. Queste
polveri, però, tendono a disperdere più facilmente i raggi con frequenze più elevate di colore blu, mentre
disperdono poco i raggi con frequenze più basse di colore rosso. Perciò noi vediamo la luna rossa, perché la
componente rossa della sua luce non viene dispersa e arriva diretta ai nostri occhi.
L'esplorazione della Luna
La discesa di Aldrin sulla Luna
Un'impronta lasciata sul suolo lunare dall' astronauta Buzz Aldrin durante la missione dell'Apollo 11
Storia dell'esplorazione lunare
La faccia nascosta, sempre opposta alla Terra, della Luna venne osservata per la prima volta il 7 ottobre
1959, quando la sonda sovietica Luna 3 fu messa in orbita attorno alla Luna ed inviò alcune sue fotografie
alla Terra. Gli uomini sono atterrati sulla Luna il 20 luglio 1969, all'apice di una gara spaziale tra URSS e
Stati Uniti d'America, ispirata dalla guerra fredda. Il primo astronauta a camminare sulla superficie lunare fu
Neil Armstrong, comandante dell'Apollo 11. L'ultimo fu Eugene Cernan, che durante la missione Apollo 17
camminò sulla Luna il dicembre 1972. L'equipaggio dell'Apollo 11 lasciò una targa di acciaio inossidabile, per
commemorare lo sbarco e lasciare informazioni sulla visita ad ogni altro essere, umano o meno, che la trovi.
Sulla targa c'è scritto:
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(EN)
(IT)
« Here men from the Planet Earth first set foot
« Qui, uomini dal pianeta Terra posero piede
upon the moon, July 1969, A.D.
sulla Luna per la prima volta, Luglio 1969 DC
We came in peace for all mankind. »
Siamo venuti in pace, per tutta l'umanità. »
La targa raffigura i due emisferi del pianeta Terra ed è firmata dai tre astronauti e dall'allora Presidente
statunitense Richard Nixon. In totale gli sbarchi sulla Luna delle missioni Apollo furono 6, Apollo 11, 12, 14,
15, 16 e 17, per un totale di 12 astronauti discesi sul nostro satellite; la missione Apollo 13 non atterrò sulla
Luna a causa di un incidente durante il volo, e le restanti previste missioni Apollo 18,19 e 20 furono annullate
per tagli di bilancio. Dopo gli sbarchi del Programma Apollo nessun essere umano ha più camminato sulla
Luna. Gli americani persero interesse, i sovietici continuarono con l'atterraggio di sonde automatiche, tra cui
le Lunakhod, alcune delle quali come Luna 16, riportarono anche campioni di suolo sulla Terra. Le altre
nazioni non avevano le risorse necessarie e le due superpotenze non videro un vantaggio tale
nell'esplorazione da giustificare gli altissimi costi. La sonda spaziale SMART-1 dell'Agenzia Spaziale
Europea è stata lanciata il 27 settembre 2003 ed è arrivata nei pressi della Luna all'inizio del 2005, il motivo
di un tempo così lungo è da trovarsi nel suo propulsore ionico, un nuovo tipo di motore spaziale molto
economico ma piuttosto lento. Smart 1 effettuerà una ricognizione completa della Luna e produrrà una
mappa a raggi X della sua superficie. Attualmente è in corso la missione LRO, Lunar Reconnaissance
Orbiter, della NASA.
Programmi di future esplorazioni lunari
L'Agenzia Spaziale Europea e la Repubblica Popolare Cinese hanno entrambe piani per esplorare la Luna,
la prima mediante sonde e la seconda, secondo notizie recenti, con un programma di esplorazione umana.
La Cina, oltre all'esplorazione umana, sta considerando la possibilità di sfruttare minerariamente la Luna, in
particolare per l'isotopo Elio-3, da usare come fonte d'energia sulla Terra. La NASA sta anche
programmando una missione sulla Luna per il 2020.
Teorie del complotto sull'allunaggio
Nel 2001, il francese Philippe Lheureux pubblicò un libro che sosteneva che le foto prese dagli astronauti
americani sulla Luna fossero in realtà dei falsi realizzati sulla Terra. Prima di lui, lo statunitense Bill Kaysing
aveva pubblicato un libro in cui sosteneva che l'allunaggio non era mai avvenuto. Nonostante queste teorie
siano state smentite ed esistano varie prove sugli allunaggi dell'Apollo, l'argomento continua a suscitare
polemiche.
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La Luna nel mito e nella cultura popolare
La luna protagonista in un quadro di Friedrich
Luna piena – Il bacio nella luna di Filippo Zamboni - ed.1912
La Luna è spesso protagonista in molte mitologie e credenze popolari. Le numerose divinità lunari sono
spesso femminili, come le dee greche Selene e Artemide, e le loro equivalenti romane Luna e Diana. Si
possono trovare anche divinità maschili, come Nanna o Sin dei Mesopotamici, Thoth degli Egiziani, Men dei
Frigi e il dio giapponese Tsukuyomi, ed anche Isil, che fa parte della mitologia di Arda, mondo immaginario
creato da J.R.R. 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. Parole
come lunatico sono derivate dalla Luna a
causa della credenza popolare che la Luna sia una causa
di pazzia periodica. La Luna trova anche ampio spazio nella religione islamica. Ne è il simbolo che,
soprattutto in India, viene utilizzato come ornamento. 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. 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»
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Nella mitologia medioevale, la Luna piena occupa una posizione importante: si credeva che i lupi mannari si
trasformassero alla luce della Luna e le streghe si riunissero per i loro Esbat, feste minori che celebravano le
fasi lunari. Solitamente si festeggiavano la fase di Luna piena, poiché si credeva che l'energia fosse
maggiore. Altre credenze riguardano il sonnambulismo, che secondo le credenze popolari avviene in
presenza di luna piena, cosi come si crede che la Luna possa attirare i terremoti e ingrandisca gli occhi dei
gatti.
Fasi lunari
Le fasi lunari descrivono il diverso aspetto che la Luna mostra durante il suo moto, causate dal suo diverso
orientamento rispetto al Sole
Le lune
Fasi lunari
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Sono rappresentate dalla parte del satellite terrestre illuminata dal Sole. Vi sono quattro posizioni
fondamentali, rappresentati nella figura a lato e nell'elenco sottostante dai numeri dispari, e quattro fasi
intermedie:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Luna nuova (o congiunzione o fase di novilunio
Luna crescente
Primo quarto
Gibbosa crescente
Luna piena (o opposizione o fase di plenilunio
Gibbosa calante
Ultimo quarto
Luna calante
Il termine quarto si riferisce alla posizione della Luna nell'orbita attorno alla Terra, da tali due posizioni dalla
Terra è visibile mezzo emisfero.
Sorgere e tramontare della Luna
Con la Luna nuova, la Luna è interposta fra la Terra e il Sole: sorge al mattino e tramonta alla sera.
Se si allinea con la Terra e il Sole si ha un'eclissi solare.
Nelle quadrature o quarti (primo quarto e ultimo quarto), le semirette congiungenti la Terra con la
Luna e il Sole formano un angolo di 90°: al primo quarto la Luna sorge a mezzogiorno e tramonta a
mezzanotte, all'ultimo quarto sorge a mezzanotte e tramonta a mezzogiorno.
Con la Luna piena la posizione della Terra è compresa tra Sole e Luna: la Luna sorge alla sera e
tramonta al mattino. Se invece si allinea dietro l'ombra della Terra si ha un'eclissi lunare.
Congiunzione ed opposizione vengono denominate sizigie.
La Luna compie una rivoluzione attorno alla Terra in 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 11 secondi (mese siderale).
Il mese lunare, ovvero il periodo compreso fra due Lune nuove, ha invece una durata media di 29 giorni, 12
ore, 44 minuti e 3 secondi. La differenza è dovuta al fatto che nel frattempo sia la Terra che la Luna sono
avanzate lungo l'orbita terrestre ed il loro allineamento col Sole è cambiato. Tale differenza non è costante
principalmente perché nel corso dell'anno la velocità della Terra lungo la sua orbita varia in dipendenza della
distanza Terra-Sole.
Calcolo delle fasi lunari
È importante preporre che le fasi lunari, in ambito astronomico, sono calcolate e sempre riferite in termini di
geocentricità cioè per un ipotetico osservatore collocato al centro della Terra. Per il calcolo delle fasi lunari
si possono impiegare delle specifiche formule chiuse, come quelle proposte in tempi recenti dal matematico
Jean Meeus e perfettamente idonee ad essere informatizzate, oppure in modo più semplice e, volendo,
rigoroso, tramite un comune calcolo iterativo che interpola da una funzione di secondo grado gli istanti o
tempi, nei quali la differenza, in valore assoluto, fra la longitudine apparente del Sole e quella della Luna
raggiunge i seguenti angoli:
|0|° a Luna nuova
|270|° al primo quarto
|180|° a Luna piena
|90|° all'ultimo quarto
Nella pratica, onde evitare di rendere impossibile il calcolo in taluni computer, si preferisce imporre una
tolleranza "cautelare", nei valori sopra riportati, di circa 1 milionesimo di grado in più o in meno rispetto ai
valori angolari indicati. Nonostante l'impiego di formule notevolmente più semplici e brevi, il metodo iterativo
ha lo svantaggio di richiedere necessariamente la conoscenza della longitudine apparente del Sole e della
Luna, mentre invece non è necessaria applicando un metodo a formula chiusa.
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Proverbi e modi di dire
1. Gobba a ponente luna crescente, gobba a levante luna calante.
2. La luna è mentitrice: quando dice che cresce, disegna una C, è decrescente, quando dice che
decresce, disegna una lettera D, è crescente.
3. Non c'è sabato santo al mondo che il cerchio della luna non sia tondo
4. Luna seduta, coricata o a barchetta; luna in piedi.
Si tratta dell'esito di noto e molto suggestivo fenomeno ottico dovuto all'inclinazione che l'asse della fase fa
rispetto a uno specifico luogo di osservazione. Nelle località ad elevata latitudine l'angolo che l'asse della
fase compie con l'orizzonte è quasi ortogonale, mentre a mano a mano che ci si sposta verso l'equatore il
detto asse si mantiene quasi parallelo all'orizzonte.
La triluna.
Simbologia
Lo storico delle religioni rumeno Mircea Eliade (1907-1986) ha parlato di metafisica della luna, ripresa pure
nella cristologia e mariologia pagane in cui alle tre principali fasi lunari, triluna, corrispondono le tre Marie.
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Mappa della Luna in 12 parti
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Fig. 1
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Fig. 2
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Fig. 3
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Fig. 4
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Fig. 5
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FiFig. 6
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Fig. 9
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Fig. 10
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Fig. 11
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Fig. 12
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La faccia nascosta o oscura della Luna
La faccia nascosta della Luna è l'emisfero del satellite della Terra non osservabile dal pianeta.
In realtà per il fenomeno detto librazione, la superficie interessata non raggiunge la metà di questo corpo
celeste ma è solo del 41%, pari a 15,5 milioni di km². Mai nessun essere umano poté ammirare la vista di
questo lato, fino al 10 ottobre 1959, quando la cosmonave sovietica Luna 3, lo fotografò per la prima volta
durante il suo passaggio. Se le prime foto sono state merito della Russia, è stato grazie agli Stati Uniti con
l'Apollo 8 e il suo equipaggio composto dagli astronauti Frank Borman, William A. Anders e Jim Lovell, che
degli uomini poterono osservare direttamente la faccia nascosta il 24 dicembre 1968. Nell'ipotesi di una
futura colonizzazione stabile della Luna, si è pensato di allestire sul lato nascosto una base che
consentirebbe
una
migliore
osservazione
dell'universo
senza
l'influenza
della
Terra.
Carta topografica della Luna, con la faccia visibile a sinistra e la faccia nascosta sulla destra.
Morfologia
La particolarità di questa faccia è quella di avere una morfologia molto più accidentata: ricca di crateri e con
molti meno mari lunari. Questo perché non essendo protetta dalla presenza del pianeta Terra, può essere
più facilmente raggiunta da oggetti provenienti dallo spazio, in particolare i meteoriti. Tra i mari presenti, più
piccoli di quelli della faccia visibile, si segnalano il Mare Moscoviense, il Mare Ingenii, le parti nascoste del
Mare Orientale e del Mare Australe. Per contro tra i numerosissimi crateri occorre segnalare l'Apollo che
vanta ben 520 km di diametro. I mari lunari rappresentano solo il 2,5% della sua superficie rispetto al 31,2%
della faccia visibile. Una spiegazione probabile è che questo sia legato alla più alta concentrazione di
elementi che sviluppano calore sulla faccia rivolta verso la Terra, come dimostrato dalle mappe geochimiche
ottenute dallo spettrometro a raggi gamma Lunar Prospector. Mentre altri fattori quali l'elevazione del suolo e
lo spessore della crosta potrebbero aver influito sulla localizzazione delle eruzioni basaltiche, questo non
spiega perché il Bacino Polo Sud-Aitken caratterizzato da una crosta sottile e dove si trovano le più basse
altitudini lunari non sia così vulcanicamente attivo come l'Oceano delle Tempeste sulla faccia visibile. Dato
che sono stati i sovietici a fotografare per primi la faccia, molti luoghi portano nomi provenienti dalla cultura
russa.
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Fotografia della faccia nascosta della Luna.
Storia
Le forze di marea tra la Terra e la Luna hanno rallentato la rotazione della Luna in modo tale che è sempre
lo stesso lato ad essere rivolto verso la Terra. Questo effetto è noto come rotazione sincrona, comune a
quasi tutte le lune del nostro sistema solare. Comunemente si utilizza l'espressione faccia oscura della Luna
come sinonimo di faccia nascosta. Ciò non deve trarre in inganno e portare a ritenere che la faccia nascosta
non sia illuminata dal Sole. L'emisfero non illuminato, infatti, varia con la rotazione della Luna intorno al
proprio asse e non in conseguenza della rotazione intorno alla Terra. Durante le fasi lunari noi vediamo la
parte dell'emisfero illuminato appartenente alla faccia che la Luna rivolge verso la Terra. Entrambe le facce
ricevono in media la stessa quantità di luce dal Sole, anche se a rigori il lato rivolto verso la Terra riceve in
complesso un po' meno illuminazione a causa delle eclissi terrestri.
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Esplorazione
Francobollo sovietico del 1959 che commemora l'impresa di Luna 3.
Fino alla fine degli anni cinquanta dello scorso secolo, poco era noto delle proprietà della faccia nascosta
della Luna. Il fenomeno delle librazioni aveva permesso di osservare alcune caratteristiche morfologiche
presenti in prossimità del limbo lunare, ma da una prospettiva angolata che non permetteva utili
osservazioni. Appariva difficile distinguere un cratere da una catena montuosa. L'82% della superficie della
faccia nascosta rimaneva comunque sconosciuto e le sue proprietà erano oggetto di numerose speculazioni.
Un esempio di una caratteristica superficiale della faccia nascosta osservabile da Terra è il Mare Orientale,
un grande bacino da impatto di circa 1000 km di ampiezza. Ciò nonostante, non aveva ricevuto un nome fino
al 1906, quando l'astronomo tedesco Julius Franz lo catalogò nel suo Der Mond. La vera natura del bacino
fu comunque identificata solo negli anni sessanta quando fu fotografato in dettaglio dal Lunar Orbiter 4 nel
1967. Il 7 ottobre 1959 la sonda sovietica Luna 3 ha ripreso le prime immagini della faccia nascosta della
Luna, diciotto delle quali risolvibili e tali da coprire un terzo della superficie non visibile da Terra. Le
immagini furono processate e permisero all'Accademia delle Scienze dell'URSS di pubblicare il primo atlante
della faccia nascosta della Luna il 6 novembre 1960, contenente un catalogo di 500 caratteristiche
distinguibili sulla superficie. Un anno dopo fu prodotto e distribuito nell'Unione Sovietica il primo
mappamondo lunare, con scala 1:13 600 000, basato sulle immagini di Luna 3 e contenente caratteristiche
lunari non visibili da Terra. Il 20 luglio 1965 un'altra sonda sovietica, Zond 3, trasmise a Terra 25 immagini di
buona qualità della faccia nascosta della Luna, con risoluzione migliore rispetto a quelle trasmesse dalla
Luna 3. In particolare, rivelarono catene di crateri di centinaia di chilometri di lunghezza. Nel 1967 fu
pubblicata a Mosca la seconda parte dell'"Atlante dell'altra faccia della Luna", basato sui dati della Zond 3 e
contenente un catalogo di 4000 caratteristiche superficiali della faccia nascosta della Luna appena scoperte.
Nello stesso anno fu distribuita nell'Unione Sovietica la prima Mappa completa della Luna, con scala 1:5 000
000 e fu aggiornato il mappamondo lunare, con scala 1:10 000 000, raffigurante il 95% della superficie
lunare.
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Altra immagine presa dalla sonda Clementine nel 1994.
Poiché la maggior parte delle caratteristiche superficiali della faccia nascosta sono state scoperte da sonde
spaziali sovietiche, molti loro nomi sono stati selezionati dagli scienziati sovietici. Ciò ha comportato alcune
controversie. L'Unione Astronomica Internazionale, che oggi ricopre il ruolo di nominare le nuove
caratteristiche lunari scoperte, ha scelto di non modificare quei nomi. La faccia nascosta è stata osservata
direttamente da occhi umani per la prima volta dall'equipaggio dell'Apollo 8, nel 1968. L'astronauta William
Anders così descrisse la visuale:
« La parte posteriore si presenta come se fosse un mucchio di sabbia in cui i miei figli hanno giocato per qualche
tempo. È tutta picchiettata, senza definizione, solo un sacco di dossi e buche. »
In seguito, è stata osservata dai membri degli equipaggi delle missioni Apollo dalla 10 alla 17 e fotografato
da numerose sonde lunari. Ai veicoli spaziali che passano dietro la Luna è impedita la comunicazione diretta
con la Terra finché la loro orbita non li riporta in zone dello spazio circumlunare da cui è consentita la
trasmissione. Durante le missioni Apollo, l'accensione del motore principale del Modulo di Servizio avveniva
durante il sorvolo della faccia nascosta della Luna, producendo alcuni momenti di tensione al Centro di
Controllo delle Missioni di Houston prima che la navicella riapparisse. A causa di tali difficoltà di
comunicazione, nessun veicolo è mai atterrato sulla faccia nascosta della Luna. Per permettere uno studio
più accurato del campo gravitazionale anche del lato nascosto della Luna, la sonda giapponese Kaguya
lanciata nel 2007, ha rilasciato in orbita lunare un piccolo satellite per le comunicazioni che le permette di
mantenere costantemente il contatto con la base a Terra. Ciò ha consentito di realizzare la migliore mappa
attualmente disponibile delle anomalie gravitazionali della faccia nascosta della Luna, precedentemente note
in modo soltanto approssimativo.
Mauro Aloigi
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