LUNA

Dati rielaborati fonti Wikipedia e NASA (C)

La Luna è l'unico satellite naturale della Terra.

Moto della luna

La faccia della Luna rivolta in direzione opposta alla Terra 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.

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, e in effetti il più grande conosciuto nell'intero Sistema Solare, ne occupa l'intero Polo Sud. Questo cratere si trova sulla faccia lontana, ha un diametro di 2240 chilometri, ed è profondo 13 chilometri.

La Luna e la sfera celeste

La Luna compie un'orbita completa della sfera celeste circa ogni 27 giorni e 7 ore, 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 zodiaco, che si estende circa 8 gradi sopra e sotto l'eclittica.

Origini

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 asteroide delle dimensioni simili a quelle di Marte con la Terra quando quest'ultima era ancora calda, nella prima fase della sua formazione (tale asteroide 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. E’ detta comunemente Teoria dell'Impatto Gigante. 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

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 della frizione 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.

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.

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 a lei 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 gradi 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 gradi; questo movimento è correlato alle nutazioni terrestri, che possiedono infatti lo stesso periodo. I punti dove l'orbita lunare interseca l'eclittica sono chiamati i "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.

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 Earth Elements (terre rare), e P (fosforo), rappresenti l'ultimo resto del magma originario. Il KREEP è composto da ciò che gli scienziati chiamano "elementi incompatibili": sono elementi che non possono entrare a far parte delle strutture dei cristalli, e che quindi sono lasciati inutilizzati, alla 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 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 raggi gamma per conto loro. 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.

La Luna per gran parte della sua storia antica è stata bombardata da comete e asteroidi, molte delle quali ricche d'acqua. L'energia della luce solare divide la maggior parte di quest'acqua nei suo 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, o sulla superficie, o inglobate nella crosta. I risultati della sonda Clementine suggerirono che nelle zone permanentemente in ombra della crosta si possano trovare piccole zone ghiacciate, che non hanno occasione di sciogliersi. Anche se queste zone sono probabilmente piccole, la quantità d'acqua totale potrebbe essere notevole: un miliardo di metri cubi, all'incirca il volume del lago Erie.

Alcune molecole d'acqua, inoltre, potrebbero essere direttamente approdate alla superficie e rimaste intrappolate dentro i crateri dei poli lunari. 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. È in questi crateri che gli scienziati si aspettano di trovare acqua, sempre che ce ne sia. Se fosse trovata, l'acqua (sotto forma di ghiaccio) può essere estratta e quindi divisa in idrogeno ed ossigeno da generatori ad energia solare. La presenza di quantità utilizzabili di acqua sulla Luna potrebbe essere un fattore importante nel rendere possibile la sua colonizzazione, perché il trasporto dalla Terra sarebbe estremamente costoso.

Le rocce della Luna raccolte dagli astronauti, tutte provenienti dalla zona equatoriale, non presentavano alcuna traccia d'acqua. Neppure la sonda Lunar Prospector, o altre ricerche più recenti, hanno trovato alcuna evidenza di acqua, ghiaccio o vapore d'acqua.

Campo magnetico

Il campo magnetico della Luna è molto debole a paragone di quello terrestre. Si pensa che una parte di esso sia intrinseco (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 ed asteroidi. Le misurazioni del campo magnetico possono dare inoltre informazioni sulla dimensione e la 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 che 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.

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:

Here men from the Planet Earth first set foot upon the moon, July 1969, A.D.

We came in peace for all mankind.

Qui, uomini dal pianeta Terra posero piede sulla Luna per la prima volta, Luglio 1969 DC

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), che 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.