Luna

Luna

Lado cercano de la Luna , polo norte lunar en la parte superior
Designaciones
Designación	Tierra yo
Nombres alternativos	Luna Selene (poética) Cynthia (poética)
Adjetivos	Lunar Seleniano (poético) Cintia (poética) Lunar (poético)
Símbolo	o
Características orbitales
Época J2000
Perigeo	362 600  kilómetros ( 356 400 – 370 400  kilómetros)
Apogeo	405 400  kilómetros ( 404 000 – 406 700  kilómetros)
Semieje mayor	384 399  kilómetros   (1,28  ls ,0,002 57  UA ) [1]
Excentricidad	0,0549 [1]
Periodo orbital (sideral)	27.321 661  días (27 días, 7 horas, 43 minutos y 11,5 segundos [1] )
Periodo orbital (sinódico)	29.530 589  días (29 días, 12 horas, 44 minutos y 2,9 segundos)
Velocidad orbital media	1,022  kilómetros por segundo
Inclinación	5,145° a la eclíptica [2] [a]
Longitud del nodo ascendente	Retrocediendo una revolución en 18,61 años
Argumento del perigeo	Avanzando una revolución en 8,85 años
Satélite de	Tierra [b] [3]
Características físicas
Radio medio	1 737,4 km (0,2727 de la Tierra) [1] [4] [5]
Radio ecuatorial	1 738,1 km (0,2725 de la Tierra) [4]
Radio polar	1 736,0 km (0,2731 de la Tierra) [4]
Aplastamiento	0,0012 [4]
Circunferencia	10 921  km   ( ecuatorial )
Área de superficie	3,793 × 10 7  km 2 (0,074 de la Tierra)
Volumen	2,1958 × 10 10  km 3 (0,02 de la Tierra) [4]
Masa	7,346 × 10 22  kg (   0,0123 de la Tierra) [1] [4] [6]
Densidad media	3,344  g/cm3 [ 1] [4] 0,606 × Tierra
Gravedad superficial	1,622 m/s 2 (5,32 pies/s 2 ) [4] 0,1654  g 0
Factor de momento de inercia	0,3929 ± 0,0009 [7]
Velocidad de escape	2,38 km/s ( 8600 km /  h; 5300  mph)
Periodo de rotación sinódica	29.530 589  d (29 d 12 h 44 min 2,9 s; sinódico; día solar ) ( bloqueado en giro-órbita )
Periodo de rotación sideral	27.321 661  d   (bloqueo de giro-órbita)
Velocidad de rotación ecuatorial	4,627 m/s
Inclinación axial	1,5424° a la eclíptica [8] 6,687° respecto al plano orbital [2] 24° al ecuador de la Tierra  [9]
Ascensión recta del polo norte	17 horas 47 minutos 26 segundos 266,86° [10]
Declinación del polo norte	65,64° [10]
Albedo	0,136 [11]
Temperatura de la superficie . mín. significar máximo Ecuador 100  mil [12] 250 kilógramos 390 K [12] 85°N  150 mil 230 K [13]
Tasa de dosis absorbida en la superficie	13,2 μGy/h (durante el día lunar ) [14]
Tasa de dosis equivalente en superficie	57,0 μSv/h (durante el día lunar) [14]
Magnitud aparente	−2,5 a −12,9 [c] −12,74 ( luna llena   media ) [4]
Magnitud absoluta  (H)	0,2 [15]
Diámetro angular	29,3 a 34,1 minutos de arco [4] [d]
Atmósfera [16]
Presión superficial	10 −7 Pa (1 picobar )   (día) 10 −10 Pa (1 femtobar) (noche) [e]
Composición por volumen	Él Arkansas Nordeste N / A K yo Enfermera

La Luna es el único satélite natural de la Tierra . Orbita a una distancia media de 384.400 km (238.900 mi), unas 30 veces el diámetro de la Tierra. Las fuerzas de marea entre la Tierra y la Luna han sincronizado el periodo orbital de la Luna ( mes lunar ) con su periodo de rotación ( día lunar ) en 29,5 días terrestres, lo que hace que el mismo lado de la Luna esté siempre de cara a la Tierra. La atracción gravitatoria de la Luna (y, en menor medida, la del Sol ) son los principales impulsores de las mareas de la Tierra .

En términos geofísicos , la Luna es un objeto de masa planetaria o planeta satélite . Su masa es el 1,2% de la de la Tierra y su diámetro es de 3474 km (2159 mi), aproximadamente una cuarta parte de la de la Tierra (casi tan ancho como los Estados Unidos de costa a costa ). Dentro del Sistema Solar , es el satélite más grande y masivo en relación con su planeta padre , la quinta luna más grande y masiva en general, y más grande y más masivo que todos los planetas enanos conocidos . ^[17] Su gravedad superficial es aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra, aproximadamente la mitad de la de Marte y la segunda más alta entre todas las lunas del Sistema Solar, después de la luna Ío de Júpiter . El cuerpo de la Luna está diferenciado y es terrestre , sin hidrosfera , atmósfera o campo magnético significativos . Se formó hace 4510 millones de años, poco después de la formación de la Tierra , a partir de los escombros de un impacto gigante entre la Tierra y un cuerpo hipotético del tamaño de Marte llamado Theia .

La superficie lunar está cubierta de polvo lunar y marcada por montañas , cráteres de impacto , sus eyecciones , vetas similares a rayos , grietas y, principalmente en el lado cercano de la Luna, por mares oscuros ("mares"), que son llanuras de magma enfriado . Estos mares se formaron cuando la lava fundida fluyó hacia antiguas cuencas de impacto. La Luna está, excepto cuando pasa por la sombra de la Tierra durante un eclipse lunar , siempre iluminada por el Sol, pero desde la Tierra la iluminación visible cambia durante su órbita, produciendo las fases lunares . ^[18] La Luna es el objeto celeste más brillante en el cielo nocturno de la Tierra . Esto se debe principalmente a su gran diámetro angular , mientras que la reflectancia de la superficie lunar es comparable a la del asfalto . El tamaño aparente es casi el mismo que el del Sol, lo que le permite cubrirlo por completo durante un eclipse solar total . Desde la Tierra, aproximadamente el 59% de la superficie lunar es visible a lo largo del tiempo debido a los cambios cíclicos en la perspectiva ( libración ), lo que hace que partes del lado lejano de la Luna sean visibles.

La Luna ha sido una importante fuente de inspiración y conocimiento para los humanos, habiendo sido crucial para la cosmografía , la mitología, la religión , el arte, el cronometraje , las ciencias naturales y los vuelos espaciales . En 1959, los primeros objetos hechos por el hombre que abandonaron la Tierra y alcanzaron otro cuerpo llegaron a la Luna, con el sobrevuelo de la Luna 1 de la Unión Soviética y el impacto intencional de la Luna 2. En 1966, la Luna se convirtió en el primer cuerpo extraterrestre con un aterrizaje suave por parte de la Luna 9 y una inserción orbital por parte de la Luna 10. El 20 de julio de 1969, los humanos aterrizaron por primera vez en la Luna y en cualquier cuerpo extraterrestre, en el Mare Tranquillitatis con el módulo de aterrizaje Eagle de la misión Apolo 11 de los Estados Unidos . Se enviaron cinco tripulaciones más entre entonces y 1972, cada una con dos hombres que aterrizaron en la superficie. La estadía más larga fue de 75 horas por parte de la tripulación del Apolo 17 . Desde entonces, la exploración de la Luna ha continuado de forma robótica y se están planificando misiones tripuladas que regresarán a principios de la década de 2020.

El nombre propio inglés habitual para el satélite natural de la Tierra es simplemente Luna , con M mayúscula. ^{[19] [20]} El sustantivo luna se deriva del inglés antiguo mōna , que (como todos sus cognados germánicos ) proviene del protogermánico *mēnōn , ^[21] que a su vez proviene del protoindoeuropeo *mēnsis 'mes' ^[22] (del anterior *mēnōt , genitivo *mēneses ) que puede estar relacionado con el verbo 'medida' (del tiempo). ^[23]

Ocasionalmente, el nombre Luna / ˈ l uː n ə / se utiliza en escritos científicos ^[24] y especialmente en ciencia ficción para distinguir la luna de la Tierra de otras, mientras que en poesía "Luna" se ha utilizado para denotar la personificación de la Luna. ^[25] Cynthia / ˈ s ɪ n θ i ə / es otro nombre poético, aunque raro, para la Luna personificada como diosa, ^[26] mientras que Selene / s ə ˈ l iː n iː / (literalmente 'Luna') es la diosa griega de la Luna.

El adjetivo inglés perteneciente a la Luna es lunar , derivado de la palabra latina para la Luna, lūna . Selenian / s ə l iː n i ə n / ^[27] es un adjetivo utilizado para describir la Luna como un mundo, en lugar de como un objeto celeste, ^[28] pero su uso es raro. Se deriva de σελήνη selēnē , la palabra griega para la Luna, y su cognado selenic era originalmente un sinónimo raro ^[29] pero ahora casi siempre se refiere al elemento químico selenio . ^[30] El nombre del elemento selenio y el prefijo seleno- (como en selenografía , el estudio de las características físicas de la Luna) provienen de esta palabra griega. ^{[31] [32]}

La diosa griega del desierto y la caza, Artemisa , equiparada a la romana Diana , uno de cuyos símbolos era la Luna y que a menudo era considerada como la diosa de la Luna, también era llamada Cynthia , por su legendario lugar de nacimiento en el monte Cynthus . ^[33] Estos nombres –Luna, Cynthia y Selene– se reflejan en términos técnicos para las órbitas lunares como apolune , pericynthion y selenocéntrica .

El símbolo astronómico de la Luna es una luna creciente/decreciente.\, por ejemplo en M _☾ 'masa lunar' (también M _L ).

Los períodos geológicos lunares reciben su nombre según sus características distintivas, desde la mayoría de los cráteres de impacto fuera del mar oscuro , hasta los cráteres del mar y posteriores, y finalmente los cráteres jóvenes, todavía brillantes y por lo tanto fácilmente visibles con sistemas de rayos como Copérnico o Tycho .

La datación isotópica de muestras lunares sugiere que la Luna se formó alrededor de 50 millones de años después del origen del Sistema Solar . ^{[36] [37]} Históricamente, se han propuesto varios mecanismos de formación, ^[38] pero ninguno explica satisfactoriamente las características del sistema Tierra-Luna. Una fisión de la Luna de la corteza terrestre a través de la fuerza centrífuga ^[39] requeriría una velocidad de rotación inicial de la Tierra demasiado grande. ^[40] La captura gravitacional de una Luna preformada ^{[41] depende de una} atmósfera de la Tierra inviablemente extendida para disipar la energía de la Luna que pasa. ^[40] Una coformación de la Tierra y la Luna juntas en el disco de acreción primordial no explica el agotamiento de los metales en la Luna. ^[40] Ninguna de estas hipótesis puede explicar el alto momento angular del sistema Tierra-Luna. ^[42]

La teoría predominante es que el sistema Tierra-Luna se formó después de un impacto gigante de un cuerpo del tamaño de Marte (llamado Theia ) con la proto-Tierra . El impacto oblicuo arrojó material a la órbita alrededor de la Tierra y el material se acrecentó y formó la Luna ^{[43] [44] justo más allá} del límite de Roche de la Tierra de ~2,56  R _🜨 . ^[45]

Se cree que los impactos gigantes fueron comunes en el Sistema Solar primitivo. Las simulaciones por computadora de impactos gigantes han producido resultados que son consistentes con la masa del núcleo lunar y el momento angular del sistema Tierra-Luna. Estas simulaciones muestran que la mayor parte de la Luna se derivó del impactador, en lugar de la proto-Tierra. ^[46] Sin embargo, los modelos de 2007 y posteriores sugieren que una fracción mayor de la Luna se derivó de la proto-Tierra. ^{[47] [48] [49] [50]} Otros cuerpos del Sistema Solar interior, como Marte y Vesta, tienen, según los meteoritos de ellos, composiciones isotópicas de oxígeno y tungsteno muy diferentes en comparación con la Tierra. Sin embargo, la Tierra y la Luna tienen composiciones isotópicas casi idénticas. La ecualización isotópica del sistema Tierra-Luna podría explicarse por la mezcla posterior al impacto del material vaporizado que formó los dos, ^[51] aunque esto es objeto de debate. ^[52]

El impacto habría liberado suficiente energía para licuar tanto el material eyectado como la corteza terrestre, formando un océano de magma. El material eyectado licuado podría haberse vuelto a acrecentar en el sistema Tierra-Luna. ^{[53] [54]} La Luna recién formada habría tenido su propio océano de magma ; se estima que su profundidad oscila entre unos 500 km (300 millas) y 1.737 km (1.079 millas). ^[53]

Si bien la teoría del impacto gigante explica muchas líneas de evidencia, algunas preguntas aún están sin resolver, la mayoría de las cuales involucran la composición de la Luna. ^[55] Los modelos que muestran que la Luna adquiere una cantidad significativa de la prototierra son más difíciles de conciliar con los datos geoquímicos de los isótopos de circonio, oxígeno, silicio y otros elementos. ^[56] Un estudio publicado en 2022, que utilizó simulaciones de alta resolución (hasta10 ⁸ partículas), se descubrió que los impactos gigantes pueden colocar inmediatamente un satélite con una masa y un contenido de hierro similares a los de la Luna en una órbita muy alejada del límite de Roche de la Tierra . Incluso los satélites que pasan inicialmente dentro del límite de Roche pueden sobrevivir de manera confiable y predecible, al ser parcialmente despojados y luego empujados a órbitas más amplias y estables. ^[57]

El 1 de noviembre de 2023, los científicos informaron que, según simulaciones por computadora, dentro de la Tierra podrían estar restos de un protoplaneta , llamado Theia , sobrante de una colisión con la Tierra en la antigüedad, que también formó la Luna. ^{[58] [59]}

La Luna recién formada se asentó en una órbita mucho más cercana a la de la Tierra que la actual. Por lo tanto, cada cuerpo parecía mucho más grande en el cielo del otro, los eclipses eran más frecuentes y los efectos de las mareas eran más fuertes. ^[60] Debido a la aceleración de las mareas , la órbita de la Luna alrededor de la Tierra se ha vuelto significativamente más grande, con un período más largo. ^[61]

Después de su formación, la Luna se enfrió y perdió la mayor parte de su atmósfera . ^[62] Desde entonces, la superficie lunar ha sido moldeada por grandes impactos y muchos otros pequeños, formando un paisaje con cráteres de todas las edades.

La Luna estuvo volcánicamente activa hasta hace 1.200 millones de años, cuando se formaron los prominentes mares lunares . La mayoría de los basaltos de los mares entraron en erupción durante el período Ímbrico , hace entre 3.300 y 3.700 millones de años, aunque algunos son tan jóvenes como de 1.200 millones de años ^[63] y otros tan viejos como de 4.200 millones de años. ^[64] Existen diferentes explicaciones para la erupción de los basaltos de los mares, en particular su aparición desigual que aparece principalmente en el lado cercano. Las causas de la distribución de las tierras altas lunares en el lado lejano tampoco se comprenden bien. Las mediciones topológicas muestran que la corteza del lado cercano es más delgada que la del lado lejano. Un escenario posible entonces es que los grandes impactos en el lado cercano pueden haber facilitado que la lava fluyera hacia la superficie. ^[65]

La Luna es un elipsoide ligeramente escaleno debido al estiramiento de las mareas, con su eje largo desplazado 30° respecto de la Tierra, debido a anomalías gravitacionales de cuencas de impacto. Su forma es más alargada de lo que las fuerzas de marea actuales pueden explicar. Este "bulto fósil" indica que la Luna se solidificó cuando orbitaba a la mitad de su distancia actual a la Tierra, y que ahora hace demasiado frío para que su forma restablezca el equilibrio hidrostático a su distancia orbital actual. ^[66]

La Luna es, por tamaño y masa, el quinto satélite natural más grande del Sistema Solar, categorizable como una de sus lunas de masa planetaria , lo que la convierte en un planeta satélite según las definiciones geofísicas del término . ^[17] Es más pequeña que Mercurio y considerablemente más grande que el planeta enano más grande del Sistema Solar, Plutón . Mientras que la luna planetaria menor Caronte del sistema Plutón-Caronte es más grande en relación con Plutón, ^{[f] [67]} la Luna es el satélite natural más grande del Sistema Solar en relación con sus planetas primarios . ^[g]

El diámetro de la Luna es de unos 3.500 km, más de una cuarta parte del de la Tierra, y su superficie es comparable al ancho de Australia continental , ^[68] Europa o los Estados Unidos contiguos (que excluyen Alaska , etc.). ^[69] La superficie total de la Luna es de unos 38 millones de kilómetros cuadrados, comparable a América del Norte y del Sur juntas, ^[70] y la masa continental americana combinada tiene un área (excluyendo todas las islas) de 37,7 millones de kilómetros cuadrados. ^[71]

La masa de la Luna es 1/81 de la de la Tierra, ^[72] siendo la segunda más densa entre las lunas planetarias y teniendo la segunda gravedad superficial más alta , después de Ío , en0,1654  g y una velocidad de escape de 2,38 km/s ( 8 600  km/h; 5 300  mph) .

La Luna es un cuerpo diferenciado que inicialmente estaba en equilibrio hidrostático pero que desde entonces se ha alejado de esta condición. ^[73] Tiene una corteza , un manto y un núcleo geoquímicamente distintos . La Luna tiene un núcleo interno sólido rico en hierro con un radio posiblemente tan pequeño como 240 kilómetros (150 mi) y un núcleo externo fluido principalmente hecho de hierro líquido con un radio de aproximadamente 300 kilómetros (190 mi). Alrededor del núcleo hay una capa límite parcialmente fundida con un radio de aproximadamente 500 kilómetros (310 mi). ^{[74] [75]} Se cree que esta estructura se desarrolló a través de la cristalización fraccionada de un océano de magma global poco después de la formación de la Luna hace 4.5 mil millones de años. ^[76]

La cristalización de este océano de magma habría creado un manto máfico a partir de la precipitación y hundimiento de los minerales olivino , clinopiroxeno y ortopiroxeno ; después de que aproximadamente tres cuartas partes del océano de magma hubieran cristalizado, los minerales de plagioclasa de menor densidad podrían formarse y flotar en una corteza en la parte superior. ^[77] Los líquidos finales que cristalizaron habrían estado inicialmente intercalados entre la corteza y el manto, con una gran abundancia de elementos incompatibles y productores de calor. ^[1] En consonancia con esta perspectiva, el mapeo geoquímico realizado desde la órbita sugiere una corteza principalmente de anortosita . ^[16] Las muestras de rocas lunares de las lavas de inundación que estallaron en la superficie a partir de la fusión parcial en el manto confirman la composición máfica del manto, que es más rico en hierro que el de la Tierra. ^[1] La corteza tiene en promedio unos 50 kilómetros (31 millas) de espesor. ^[1]

La Luna es el segundo satélite más denso del Sistema Solar, después de Ío . ^[78] Sin embargo, el núcleo interno de la Luna es pequeño, con un radio de unos 350 kilómetros (220 mi) o menos, ^[1] alrededor del 20% del radio de la Luna. Su composición no se entiende bien, pero probablemente sea hierro metálico aleado con una pequeña cantidad de azufre y níquel; análisis de la rotación variable en el tiempo de la Luna sugieren que está al menos parcialmente fundido. ^[79] Se estima que la presión en el núcleo lunar es de 5 GPa (49.000 atm). ^[80]

En promedio, la gravedad superficial de la Luna es1,62  m/s2 ^{[ 4]} (0,1654  gramos ;5,318  pies/s ² ), aproximadamente la mitad de la gravedad superficial de Marte y aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra.

El campo gravitatorio de la Luna no es uniforme. Los detalles del campo gravitatorio se han medido mediante el seguimiento del desplazamiento Doppler de las señales de radio emitidas por naves espaciales en órbita. Las principales características gravitacionales lunares son los mascons , grandes anomalías gravitacionales positivas asociadas con algunas de las cuencas de impacto gigantes, causadas en parte por los densos flujos de lava basáltica de los mares que llenan esas cuencas. ^{[83] [84]} Las anomalías influyen en gran medida en la órbita de las naves espaciales alrededor de la Luna. Hay algunos enigmas: los flujos de lava por sí solos no pueden explicar toda la firma gravitatoria, y existen algunos mascons que no están vinculados al vulcanismo de los mares. ^[85]

La Luna tiene un campo magnético externo de menos de 0,2 nanoteslas , ^[86] o menos de una cienmilésima parte del de la Tierra . La Luna no tiene un campo magnético dipolar global y solo tiene magnetización cortical probablemente adquirida temprano en su historia cuando una dinamo todavía estaba en funcionamiento. ^{[87] [88]} Temprano en su historia, hace 4 mil millones de años, su fuerza de campo magnético probablemente era cercana a la de la Tierra hoy. ^[86] Este campo de dinamo temprano aparentemente expiró hace aproximadamente mil millones de años, después de que el núcleo lunar se hubiera cristalizado. ^[86] Teóricamente, parte de la magnetización remanente puede originarse de campos magnéticos transitorios generados durante grandes impactos a través de la expansión de nubes de plasma. Estas nubes se generan durante grandes impactos en un campo magnético ambiental. Esto está respaldado por la ubicación de las magnetizaciones corticales más grandes situadas cerca de las antípodas de las cuencas de impacto gigantes. ^[89]

La Luna tiene una atmósfera tan tenue que es casi un vacío , con una masa total de menos de 10 toneladas (9,8 toneladas largas; 11 toneladas cortas). ^[94] La presión superficial de esta pequeña masa es de alrededor de 3 × 10 ⁻¹⁵  atm (0,3  nPa ); varía con el día lunar. Sus fuentes incluyen desgasificación y pulverización catódica , un producto del bombardeo del suelo lunar por iones del viento solar. ^{[16] [95]} Los elementos que se han detectado incluyen sodio y potasio , producidos por pulverización catódica (también encontrados en las atmósferas de Mercurio e Ío ); helio-4 y neón ^[96] del viento solar; y argón-40 , radón-222 y polonio-210 , desgasificados después de su creación por desintegración radiactiva dentro de la corteza y el manto. ^{[97] [98]} No se entiende la ausencia de especies neutras (átomos o moléculas) como oxígeno , nitrógeno , carbono , hidrógeno y magnesio , que están presentes en el regolito . ^[97] Chandrayaan-1 ha detectado vapor de agua y ha descubierto que varía con la latitud, con un máximo a ~60–70 grados; posiblemente se genere a partir de la sublimación del hielo de agua en el regolito. ^[99] Estos gases vuelven al regolito debido a la gravedad de la Luna o se pierden en el espacio, ya sea por la presión de la radiación solar o, si están ionizados, al ser arrastrados por el campo magnético del viento solar. ^[97]

Los estudios de muestras de magma lunar extraídas por las misiones Apolo demuestran que la Luna tuvo una atmósfera relativamente espesa durante un período de 70 millones de años, entre 3.000 y 4.000 millones de años atrás. Esta atmósfera, formada por gases expulsados ​​de las erupciones volcánicas lunares, tenía el doble de espesor que la del Marte actual . La antigua atmósfera lunar fue finalmente despojada por los vientos solares y disipada en el espacio. ^[62]

Alrededor de la Luna existe una nube de polvo lunar permanente, generada por pequeñas partículas de cometas. Se estima que 5 toneladas de partículas de cometas golpean la superficie de la Luna cada 24 horas, lo que resulta en la expulsión de partículas de polvo. El polvo permanece sobre la Luna aproximadamente 10 minutos, tardando 5 minutos en ascender y 5 minutos en caer. En promedio, hay 120 kilogramos de polvo presentes sobre la Luna, elevándose hasta 100 kilómetros sobre la superficie. Los recuentos de polvo realizados por el Experimento de Polvo Lunar (LDEX) de LADEE encontraron que los recuentos de partículas alcanzaron su punto máximo durante las lluvias de meteoros Gemínidas , Cuadrántidas , Táuridas del Norte y Centáuridas Ómicron , cuando la Tierra y la Luna pasan a través de restos de cometas. La nube de polvo lunar es asimétrica, siendo más densa cerca del límite entre el lado diurno y el lado nocturno de la Luna. ^{[100] [101]}

La radiación ionizante de los rayos cósmicos , el Sol y la radiación de neutrones resultante ^[103] producen niveles de radiación en promedio de 1,369 milisieverts por día durante el día lunar , ^[14] que es aproximadamente 2,6 veces más que en la Estación Espacial Internacional con 0,53 milisieverts por día a unos 400 km sobre la Tierra en órbita, 5-10 veces más que durante un vuelo transatlántico, 200 veces más que en la superficie de la Tierra. ^[104] Para una mayor comparación, la radiación en un vuelo a Marte es de aproximadamente 1,84 milisieverts por día y en Marte en promedio 0,64 milisieverts por día, con algunos lugares en Marte posiblemente teniendo niveles tan bajos como 0,342 milisieverts por día. ^{[105] [106]}

La inclinación axial de la Luna respecto a la eclíptica es de tan solo 1,5427°, ^{[8] [107]} mucho menor que los 23,44° de la Tierra. Debido a esta pequeña inclinación, la iluminación solar de la Luna varía mucho menos con las estaciones que en la Tierra y permite la existencia de algunos picos de luz eterna en el polo norte de la Luna , en el borde del cráter Peary .

La superficie está expuesta a diferencias drásticas de temperatura que van desde120 °C a−171 °C dependiendo de la irradiancia solar . Debido a la falta de atmósfera, las temperaturas de las diferentes áreas varían particularmente si están a la luz del sol o a la sombra, ^[108] haciendo que los detalles topográficos jueguen un papel decisivo en las temperaturas superficiales locales . ^[109] Partes de muchos cráteres, particularmente los fondos de muchos cráteres polares, ^[110] están permanentemente en sombra, estos " cráteres de oscuridad eterna " tienen temperaturas extremadamente bajas. El Lunar Reconnaissance Orbiter midió las temperaturas de verano más bajas en cráteres en el polo sur a 35 K (−238 °C; −397 °F) ^[111] y solo 26 K (−247 °C; −413 °F) cerca del solsticio de invierno en el cráter polar norte Hermite . Esta es la temperatura más fría en el Sistema Solar jamás medida por una nave espacial, más fría incluso que la superficie de Plutón . ^[109]

Sobre la corteza lunar se encuentra una capa superficial de color gris , altamente triturada (rota en partículas cada vez más pequeñas) y con muchos impactos , llamada regolito , formada por procesos de impacto. El regolito más fino, el suelo lunar de vidrio de dióxido de silicio , tiene una textura parecida a la nieve y un olor parecido a la pólvora usada . ^[112] El regolito de las superficies más antiguas es generalmente más grueso que el de las superficies más jóvenes: varía en grosor de 10 a 15 m (33 a 49 pies) en las tierras altas y de 4 a 5 m (13 a 16 pies) en los mares. ^[113] Debajo de la capa de regolito finamente triturado se encuentra el megaregolito , una capa de lecho rocoso altamente fracturado de muchos kilómetros de espesor. ^[114]

Se considera, por ejemplo, que estas condiciones extremas hacen improbable que las naves espaciales alberguen esporas bacterianas en la Luna durante más de una órbita lunar. ^[115]

La topografía de la Luna se ha medido con altimetría láser y análisis de imágenes estereoscópicas . ^[116] Su característica topográfica más extensa es la gigantesca cuenca del Polo Sur-Aitken del lado lejano , de unos 2240 km (1390 mi) de diámetro, el cráter más grande de la Luna y el segundo cráter de impacto confirmado más grande del Sistema Solar . ^{[117] [118]} Con 13 km (8,1 mi) de profundidad, su suelo es el punto más bajo de la superficie de la Luna. ^{[117] [119]} Las elevaciones más altas de la superficie de la Luna se encuentran directamente al noreste, que podría haberse engrosado por el impacto de formación oblicua de la cuenca del Polo Sur-Aitken. ^[120] Otras grandes cuencas de impacto como Imbrium , Serenitatis , Crisium , Smythii y Orientale poseen elevaciones regionalmente bajas y bordes elevados. ^[117] El lado lejano de la superficie lunar es en promedio unos 1,9 km (1,2 mi) más alto que el lado cercano. ^[1]

El descubrimiento de escarpes de fallas sugiere que la Luna se ha encogido unos 90 metros (300 pies) en los últimos mil millones de años. ^[121] Existen características de encogimiento similares en Mercurio . Mare Frigoris, una cuenca cerca del polo norte que durante mucho tiempo se creyó geológicamente muerta, se ha agrietado y desplazado. Dado que la Luna no tiene placas tectónicas, su actividad tectónica es lenta y se desarrollan grietas a medida que pierde calor. ^[122]

Los científicos han confirmado la presencia de una cueva en la Luna cerca del Mar de la Tranquilidad , no lejos del lugar de aterrizaje del Apolo 11 en 1969. La cueva, identificada como un punto de entrada a un tubo de lava colapsado, tiene aproximadamente 45 metros de ancho y hasta 80 m de largo. Este descubrimiento marca el primer punto de entrada confirmado a una cueva lunar. El análisis se basó en fotos tomadas en 2010 por el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA . La temperatura estable de la cueva de alrededor de 100 grados centígradosLa temperatura de 17 °C podría proporcionar un entorno acogedor para los futuros astronautas, protegiéndolos de las temperaturas extremas, la radiación solar y los micrometeoritos. Sin embargo, los desafíos incluyen la accesibilidad y los riesgos de avalanchas y derrumbes. Este descubrimiento ofrece potencial para futuras bases lunares o refugios de emergencia. ^[123]

Las principales características visibles desde la Tierra a simple vista son llanuras lunares oscuras y relativamente sin rasgos distintivos llamadas mares (singular mare ; en latín , "mares", ya que alguna vez se creyó que estaban llenos de agua) ^[124] que son vastos charcos solidificados de lava basáltica antigua . Aunque similares a los basaltos terrestres, los basaltos lunares tienen más hierro y ningún mineral alterado por el agua. ^[125] La mayoría de estos depósitos de lava erupcionaron o fluyeron hacia las depresiones asociadas con las cuencas de impacto , aunque la mayor extensión de inundación basáltica de la Luna, Oceanus Procellarum , no corresponde a una cuenca de impacto obvia. Los diferentes episodios de flujos de lava en mares a menudo se pueden reconocer por variaciones en el albedo de la superficie y márgenes de flujo distintos. ^[126]

A medida que se formaban los mares, el enfriamiento y la contracción de la lava basáltica crearon crestas arrugadas en algunas áreas. Estas crestas bajas y sinuosas pueden extenderse por cientos de kilómetros y, a menudo, delinean estructuras enterradas dentro del mar. Otro resultado de la formación de mares es la creación de depresiones concéntricas a lo largo de los bordes, conocidas como surcos arqueados . Estas características se producen a medida que los basaltos del mar se hunden hacia adentro por su propio peso, lo que hace que los bordes se fracturen y se separen.

Además de los mares visibles, la Luna tiene depósitos de mares cubiertos por material eyectado de impactos. Estos mares ocultos, llamados criptomares, probablemente sean más antiguos que los expuestos. ^[127] Por el contrario, la lava de los mares ha oscurecido muchas capas y charcas de material fundido por impacto. Los materiales fundidos por impacto se forman cuando las intensas presiones de choque de las colisiones vaporizan y derriten zonas alrededor del lugar del impacto. Donde aún están expuestos, los materiales fundidos por impacto se pueden distinguir de la lava de los mares por su distribución, albedo y textura. ^[128]

Los surcos sinuosos que se encuentran en los mares y sus alrededores son probablemente canales de lava extintos o tubos de lava colapsados . Por lo general, se originan en respiraderos volcánicos y serpentean y, a veces, se ramifican a medida que avanzan. Los ejemplos más grandes, como el valle de Schroter y Rima Hadley , son significativamente más largos, anchos y profundos que los canales de lava terrestres, y a veces presentan curvas y giros bruscos que, nuevamente, son poco comunes en la Tierra.

El vulcanismo de los mares ha alterado los cráteres de impacto de diversas maneras, incluyendo el relleno de los mismos en distintos grados y la elevación y fractura de sus fondos a partir del levantamiento del material de los mares que se encontraba debajo de sus interiores. Ejemplos de tales cráteres incluyen Taruntius y Gassendi . Algunos cráteres, como Hyginus , son de origen completamente volcánico, formándose como calderas o fosas de colapso . Tales cráteres son relativamente raros y tienden a ser más pequeños (normalmente de unos pocos kilómetros de ancho), menos profundos y de forma más irregular que los cráteres de impacto. También carecen de los bordes volcados característicos de los cráteres de impacto.

Dentro de los mares del lado cercano se encuentran varias provincias geológicas que contienen volcanes en escudo y domos volcánicos . ^[129] También hay algunas regiones de depósitos piroclásticos , conos de escoria y domos no basálticos hechos de lava de viscosidad particularmente alta.

Casi todos los mares están en el lado cercano de la Luna, y cubren el 31% de la superficie del lado cercano ^[72] en comparación con el 2% del lado lejano. ^[130] Esto probablemente se debe a una concentración de elementos productores de calor debajo de la corteza en el lado cercano, lo que habría causado que el manto subyacente se calentara, se derritiera parcialmente, subiera a la superficie y entrara en erupción. ^{[77] [131] [132] La mayoría de los} mares basálticos de la Luna entraron en erupción durante el período Ímbrico , hace 3.300–3.700 millones de años, aunque algunos son tan jóvenes como 1.200 millones de años ^[63] y tan viejos como 4.200 millones de años. ^[64]

En 2006, un estudio de Ina , una pequeña depresión en Lacus Felicitatis , encontró características irregulares, relativamente libres de polvo que, debido a la falta de erosión por escombros que caen, parecían tener solo 2 millones de años. ^[133] Los terremotos lunares y las liberaciones de gas indican una actividad lunar continua. ^[133] Se ha identificado evidencia de vulcanismo lunar reciente en 70 parches irregulares de mare , algunos de menos de 50 millones de años. Esto plantea la posibilidad de un manto lunar mucho más cálido de lo que se creía anteriormente, al menos en el lado cercano donde la corteza profunda es sustancialmente más cálida debido a la mayor concentración de elementos radiactivos. ^{[134] [135] [136] [137]} Se ha encontrado evidencia de vulcanismo basáltico de 2 a 10 millones de años dentro del cráter Lowell, ^{[138] [139]} dentro de la cuenca Orientale. Una combinación de un manto inicialmente más caliente y un enriquecimiento local de elementos productores de calor en el manto podría ser responsable de las actividades prolongadas en el lado lejano de la cuenca Oriental. ^{[140] [141]}

Las regiones de color más claro de la Luna se denominan terrae , o más comúnmente tierras altas , porque son más altas que la mayoría de los mares. Se ha datado radiométricamente que se formaron hace 4.400 millones de años y pueden representar acumulaciones de plagioclasa del océano de magma lunar. ^{[64] [63]} A diferencia de la Tierra, no se cree que se hayan formado montañas lunares importantes como resultado de eventos tectónicos. ^[142]

La concentración de mares en el lado cercano probablemente refleja la corteza sustancialmente más gruesa de las tierras altas del lado lejano, que puede haberse formado en un impacto de baja velocidad de una segunda luna de la Tierra unas pocas decenas de millones de años después de la formación de la Luna. ^{[143] [144]} Alternativamente, puede ser una consecuencia del calentamiento asimétrico de las mareas cuando la Luna estaba mucho más cerca de la Tierra. ^[145]

Un proceso geológico importante que ha afectado a la superficie de la Luna es la craterización por impacto , ^[146] con cráteres formados cuando asteroides y cometas chocan con la superficie lunar. Se estima que hay aproximadamente 300.000 cráteres de más de 1 km (0,6 mi) de ancho en el lado cercano de la Luna. ^[147] Los cráteres lunares exhiben una variedad de formas, dependiendo de su tamaño. En orden de diámetro creciente, los tipos básicos son cráteres simples con interiores lisos en forma de cuenco y bordes levantados, cráteres complejos con pisos planos, paredes en terrazas y picos centrales, cuencas de anillo de pico y cuencas de múltiples anillos con dos o más anillos concéntricos de picos. ^[148] La gran mayoría de los cráteres de impacto son circulares, pero algunos, como Cantor y Janssen , tienen contornos más poligonales, posiblemente guiados por fallas y juntas subyacentes. Otros, como el par Messier , Schiller y Daniell , son alargados. Tal elongación puede ser resultado de impactos altamente oblicuos, impactos de asteroides binarios , fragmentación de los impactadores antes del impacto en la superficie o impactos secundarios poco espaciados . ^[149]

La escala de tiempo geológica lunar se basa en los eventos de impacto más destacados, como las formaciones de múltiples anillos como Nectaris , Imbrium y Orientale , que tienen entre cientos y miles de kilómetros de diámetro y están asociadas con una amplia plataforma de depósitos de eyección que forman un horizonte estratigráfico regional . ^[150] La falta de atmósfera, clima y procesos geológicos recientes significa que muchos de estos cráteres están bien conservados. Aunque solo se han datado definitivamente unas pocas cuencas de múltiples anillos , son útiles para asignar edades relativas. Debido a que los cráteres de impacto se acumulan a un ritmo casi constante, se puede contar el número de cráteres por unidad de área para estimar la edad de la superficie. ^[150] Sin embargo, se debe tener cuidado con la técnica de conteo de cráteres debido a la posible presencia de cráteres secundarios . La eyección de los impactos puede crear cráteres secundarios que a menudo aparecen en grupos o cadenas, pero también pueden aparecer como formaciones aisladas a una distancia considerable del impacto. Estos pueden parecerse a cráteres primarios e incluso pueden dominar poblaciones de cráteres pequeños, por lo que su presencia no identificada puede distorsionar las estimaciones de edad. ^[151]

Las edades radiométricas de las rocas fundidas por impacto recogidas durante las misiones Apolo oscilan entre 3.800 y 4.100 millones de años: esto se ha utilizado para proponer un período de Bombardeo Pesado Tardío de mayores impactos. ^[152]

Las imágenes de alta resolución tomadas por el Lunar Reconnaissance Orbiter en la década de 2010 muestran una tasa de producción de cráteres actual significativamente mayor que la estimada anteriormente. Se cree que un proceso de craterización secundaria causado por eyecciones distales remueve los dos centímetros superiores del regolito en una escala de tiempo de 81.000 años. ^{[153] [154]} Esta tasa es 100 veces más rápida que la tasa calculada a partir de modelos basados ​​únicamente en impactos directos de micrometeoritos. ^[155]

Los remolinos lunares son características enigmáticas que se encuentran en toda la superficie de la Luna. Se caracterizan por un albedo alto, parecen ópticamente inmaduros (es decir, las características ópticas de un regolito relativamente joven ) y a menudo tienen una forma sinuosa. Su forma a menudo se acentúa por las regiones de bajo albedo que serpentean entre los remolinos brillantes. Están ubicados en lugares con campos magnéticos superficiales mejorados y muchos están ubicados en el punto antípoda de los principales impactos. Los remolinos bien conocidos incluyen la característica Reiner Gamma y Mare Ingenii . Se plantea la hipótesis de que son áreas que han sido parcialmente protegidas del viento solar , lo que resulta en una erosión espacial más lenta . ^[156]

El agua líquida no puede persistir en la superficie lunar. Cuando se expone a la radiación solar, el agua se descompone rápidamente a través de un proceso conocido como fotodisociación y se pierde en el espacio. Sin embargo, desde la década de 1960, los científicos han planteado la hipótesis de que el hielo de agua puede depositarse al impactar con cometas o posiblemente producirse por la reacción de rocas lunares ricas en oxígeno e hidrógeno del viento solar , dejando rastros de agua que posiblemente podrían persistir en cráteres fríos y permanentemente sombreados en ambos polos de la Luna. ^{[157] [158]} Las simulaciones por computadora sugieren que hasta 14.000 km2 ⁽ 5.400 millas cuadradas) de la superficie pueden estar en sombra permanente. ^[110] La presencia de cantidades utilizables de agua en la Luna es un factor importante para hacer que la habitabilidad lunar sea un plan rentable; la alternativa de transportar agua desde la Tierra sería prohibitivamente cara. ^[159]

En los años siguientes, se ha descubierto la existencia de señales de agua en la superficie lunar. ^[160] En 1994, el experimento de radar biestático ubicado en la nave espacial Clementine indicó la existencia de pequeñas bolsas de agua congelada cerca de la superficie. Sin embargo, posteriores observaciones de radar realizadas en Arecibo sugieren que estos hallazgos pueden ser rocas expulsadas de cráteres de impacto jóvenes. ^[161] En 1998, el espectrómetro de neutrones de la nave espacial Lunar Prospector mostró que hay altas concentraciones de hidrógeno presentes en el primer metro de profundidad en el regolito cerca de las regiones polares. ^[162] Las perlas de lava volcánica, traídas de regreso a la Tierra a bordo del Apolo 15, mostraron pequeñas cantidades de agua en su interior. ^[163]

La sonda espacial Chandrayaan-1 de 2008 confirmó desde entonces la existencia de hielo de agua superficial, utilizando el Moon Mineralogy Mapper a bordo . El espectrómetro observó líneas de absorción comunes al hidroxilo , en la luz solar reflejada, lo que proporcionó evidencia de grandes cantidades de hielo de agua, en la superficie lunar. La nave espacial mostró que las concentraciones posiblemente puedan ser tan altas como 1000  ppm . ^[164] Usando los espectros de reflectancia del mapeador, la iluminación indirecta de áreas en sombra confirmó hielo de agua dentro de los 20° de latitud de ambos polos en 2018. ^[165] En 2009, LCROSS envió un impactador de 2300 kg (5100 lb) a un cráter polar permanentemente sombreado y detectó al menos 100 kg (220 lb) de agua en una columna de material expulsado. ^{[166] [167]} Otro examen de los datos de LCROSS mostró que la cantidad de agua detectada estaba más cerca de 155 ± 12 kg (342 ± 26 lb). ^[168]

En mayo de 2011, se informó de la presencia de 615–1410 ppm de agua en inclusiones fundidas en la muestra lunar 74220, ^[169] el famoso "suelo de vidrio naranja" con alto contenido de titanio de origen volcánico recogido durante la misión Apolo 17 en 1972. Las inclusiones se formaron durante erupciones explosivas en la Luna hace aproximadamente 3.700 millones de años. Esta concentración es comparable a la del magma en el manto superior de la Tierra . Aunque tiene un considerable interés selenológico, este hallazgo no significa que el agua esté fácilmente disponible, ya que la muestra se originó a muchos kilómetros por debajo de la superficie, y las inclusiones son tan difíciles de acceder que se necesitaron 39 años para encontrarlas con un instrumento de microsonda de iones de última generación.

El análisis de los hallazgos del Moon Mineralogy Mapper (M3) reveló en agosto de 2018 por primera vez "evidencia definitiva" de hielo de agua en la superficie lunar. ^{[170] [171]} Los datos revelaron las distintivas firmas reflectantes del hielo de agua, a diferencia del polvo y otras sustancias reflectantes. ^[172] Los depósitos de hielo se encontraron en los polos Norte y Sur, aunque es más abundante en el Sur, donde el agua está atrapada en cráteres y grietas permanentemente sombreados, lo que le permite persistir como hielo en la superficie ya que están protegidos del sol. ^{[170] [172]}

En octubre de 2020, los astrónomos informaron haber detectado agua molecular en la superficie iluminada por el sol de la Luna mediante varias naves espaciales independientes, incluido el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA). ^{[173] [174] [175] [176]}

La Tierra y la Luna forman el sistema de satélites Tierra-Luna con un centro de masas compartido, o baricentro . Este baricentro se encuentra a 1.700 km (1.100 mi) (aproximadamente una cuarta parte del radio de la Tierra) por debajo de la superficie terrestre.

La órbita de la Luna es ligeramente elíptica, con una excentricidad orbital de 0,055. ^[1] El semieje mayor de la órbita lunar geocéntrica, llamado distancia lunar , es de aproximadamente 400.000 km (250.000 millas o 1,28 segundos luz), comparable a dar 9,5 vueltas alrededor de la Tierra . ^[177]

La Luna realiza una órbita completa alrededor de la Tierra con respecto a las estrellas fijas, su período sideral , aproximadamente una vez cada 27,3 días. ^[h] Sin embargo, debido a que el sistema Tierra-Luna se mueve al mismo tiempo en su órbita alrededor del Sol, tarda un poco más, 29,5 días, ^{[i] [72]} en volver a la misma fase lunar , completando un ciclo completo, como se ve desde la Tierra. Este período sinódico o mes sinódico se conoce comúnmente como el mes lunar y es igual a la duración del día solar en la Luna. ^[178]

Debido al bloqueo de mareas , la Luna tiene una resonancia de giro-órbita de 1:1 . Esta relación rotación - órbita hace que los períodos orbitales de la Luna alrededor de la Tierra sean iguales a sus períodos de rotación correspondientes . Esta es la razón por la que solo un lado de la Luna, su llamado lado cercano , es visible desde la Tierra. Dicho esto, si bien el movimiento de la Luna está en resonancia, aún no está exento de matices como la libración , lo que resulta en perspectivas ligeramente cambiantes, lo que hace que con el tiempo y la ubicación en la Tierra aproximadamente el 59% de la superficie de la Luna sea visible desde la Tierra. ^[179]

A diferencia de la mayoría de los satélites de otros planetas, el plano orbital de la Luna está más cerca del plano de la eclíptica que del plano ecuatorial del planeta . La órbita de la Luna se ve sutilmente perturbada por el Sol y la Tierra de muchas formas pequeñas, complejas e interactivas. Por ejemplo, el plano de la órbita de la Luna rota gradualmente una vez cada 18,61  años, ^[180] lo que afecta a otros aspectos del movimiento lunar. Estos efectos secundarios se describen matemáticamente mediante las leyes de Cassini . ^[181]

La atracción gravitatoria que ejercen la Tierra y la Luna (así como el Sol) entre sí se manifiesta en una atracción ligeramente mayor en los lados más cercanos entre sí, lo que da lugar a fuerzas de marea . Las mareas oceánicas son el resultado más común de esto, pero las fuerzas de marea también afectan considerablemente a otros mecanismos de la Tierra, así como de la Luna y su sistema.

La corteza sólida lunar experimenta mareas de alrededor de 10 cm (4 pulgadas) de amplitud durante 27 días, con tres componentes: una fija debido a la Tierra, porque están en rotación sincrónica , una marea variable debido a la excentricidad e inclinación orbital, y un pequeño componente variable del Sol. ^[182] El componente variable inducido por la Tierra surge del cambio de distancia y libración , un resultado de la excentricidad orbital e inclinación de la Luna (si la órbita de la Luna fuera perfectamente circular y no inclinada, solo habría mareas solares). ^[182] Según investigaciones recientes, los científicos sugieren que la influencia de la Luna en la Tierra puede contribuir a mantener el campo magnético de la Tierra . ^[183]

Los efectos acumulativos de la tensión acumulada por estas fuerzas de marea producen sismos lunares . Los sismos lunares son mucho menos comunes y más débiles que los terremotos, aunque los sismos lunares pueden durar hasta una hora (considerablemente más que los sismos terrestres) debido a la dispersión de las vibraciones sísmicas en la corteza superior seca y fragmentada. La existencia de sismos lunares fue un descubrimiento inesperado a partir de los sismómetros colocados en la Luna por los astronautas del Apolo entre 1969 y 1972. ^[184]

El efecto más conocido de las fuerzas de marea son los niveles elevados del mar llamados mareas oceánicas. ^[185] Si bien la Luna ejerce la mayor parte de las fuerzas de marea, el Sol también ejerce fuerzas de marea y, por lo tanto, contribuye a las mareas hasta en un 40% de la fuerza de marea de la Luna; produciendo en interacción las mareas vivas y muertas . ^[185]

Las mareas son dos protuberancias en los océanos de la Tierra, una en el lado que mira hacia la Luna y la otra en el lado opuesto. A medida que la Tierra gira sobre su eje, una de las protuberancias oceánicas (marea alta) se mantiene en su lugar "debajo" de la Luna, mientras que otra marea similar está en el lado opuesto. Como resultado, hay dos mareas altas y dos mareas bajas en aproximadamente 24 horas. ^[185] Dado que la Luna está orbitando la Tierra en la misma dirección de rotación de la Tierra, las mareas altas ocurren aproximadamente cada 12 horas y 25 minutos; los 25 minutos se deben al tiempo que tarda la Luna en orbitar la Tierra.

Si la Tierra fuera un mundo acuático (sin continentes) produciría una marea de sólo un metro, y esa marea sería muy predecible, pero las mareas oceánicas se modifican en gran medida por otros efectos:

• El acoplamiento por fricción del agua con la rotación de la Tierra a través de los fondos oceánicos.
• La inercia del movimiento del agua.
• Cuencas oceánicas que se vuelven menos profundas cerca de la tierra
• el chapoteo del agua entre diferentes cuencas oceánicas ^[186]

Como resultado, el momento en que se producen las mareas en la mayoría de los puntos de la Tierra es producto de observaciones que se explican, dicho sea de paso, mediante la teoría.

Los retrasos en los picos de marea, tanto de las mareas oceánicas como de las mareas de cuerpo sólido, provocan un par de torsión en oposición a la rotación de la Tierra. Esto "drena" el momento angular y la energía cinética rotacional de la rotación de la Tierra, lo que ralentiza la rotación de la Tierra. ^{[185] [182]} Ese momento angular, perdido en la Tierra, se transfiere a la Luna en un proceso conocido como aceleración de marea , que eleva la Luna a una órbita más alta mientras reduce la velocidad orbital alrededor de la Tierra.

Por lo tanto, la distancia entre la Tierra y la Luna está aumentando, y la rotación de la Tierra se está desacelerando en reacción. ^[182] Las mediciones de los reflectores láser dejados durante las misiones Apolo ( experimentos de medición de distancia lunar ) han descubierto que la distancia de la Luna aumenta 38 mm (1,5 pulgadas) por año (aproximadamente la velocidad a la que crecen las uñas humanas). ^{[187] [188] [189]} Los relojes atómicos muestran que el día de la Tierra se alarga unos 17  microsegundos cada año, ^{[190] [191] [192]} aumentando lentamente la velocidad a la que el UTC se ajusta por segundos intercalares .

Este arrastre de marea hace que la rotación de la Tierra y el período orbital de la Luna coincidan muy lentamente. Esta coincidencia da como resultado primero un bloqueo de marea del cuerpo más ligero del sistema orbital, como ya sucede con la Luna. Teóricamente, en 50 mil millones de años, ^[193] la rotación de la Tierra se habrá ralentizado hasta el punto de coincidir con el período orbital de la Luna, lo que hará que la Tierra siempre presente el mismo lado a la Luna. Sin embargo, el Sol se convertirá en un gigante rojo , muy probablemente envolviendo el sistema Tierra-Luna mucho antes de eso. ^{[194] [195]}

Si el sistema Tierra-Luna no es engullido por el Sol agrandado, el arrastre de la atmósfera solar puede hacer que la órbita de la Luna se descomponga. Una vez que la órbita de la Luna se acerque a una distancia de 18.470 km (11.480 mi), cruzará el límite de Roche de la Tierra , lo que significa que la interacción de las mareas con la Tierra rompería la Luna, convirtiéndola en un sistema de anillos . La mayoría de los anillos en órbita comenzarán a desintegrarse y los escombros impactarán contra la Tierra. Por lo tanto, incluso si el Sol no se traga a la Tierra, el planeta puede quedarse sin luna. ^[196]

La altitud máxima de la Luna en su culminación varía según su fase lunar , o más correctamente su posición orbital, y la época del año, o más correctamente la posición del eje de la Tierra. La luna llena está más alta en el cielo durante el invierno y más baja durante el verano (para cada hemisferio respectivamente), y su altitud cambia hacia la luna oscura o hacia el lado opuesto.

En los polos norte y sur, la Luna se encuentra 24 horas sobre el horizonte durante dos semanas cada mes tropical (aproximadamente 27,3 días), comparable al día polar del año tropical . El zooplancton del Ártico utiliza la luz de la Luna cuando el Sol se encuentra por debajo del horizonte durante meses seguidos. ^[197]

La orientación aparente de la Luna depende de su posición en el cielo y del hemisferio de la Tierra desde el que se la observa. En el hemisferio norte aparece al revés en comparación con la vista desde el hemisferio sur . ^[198] A veces, los "cuernos" de una luna creciente parecen apuntar más hacia arriba que hacia los lados. Este fenómeno se llama luna húmeda y ocurre con mayor frecuencia en los trópicos . ^[199]

La distancia entre la Luna y la Tierra varía de unos 356.400 km (221.500 mi) ( perigeo ) a 406.700 km (252.700 mi) (apogeo), lo que hace que la distancia de la Luna y el tamaño aparente fluctúen hasta un 14%. ^{[200] [201]} En promedio, el diámetro angular de la Luna es de unos 0,52°, aproximadamente el mismo tamaño aparente que el Sol (véase § Eclipses). Además, un efecto puramente psicológico, conocido como la ilusión lunar , hace que la Luna parezca más grande cuando está cerca del horizonte. ^[202]

A pesar del bloqueo de marea de la Luna, el efecto de la libración hace que aproximadamente el 59% de la superficie de la Luna sea visible desde la Tierra en el transcurso de un mes. ^{[179] [72]}

La rotación sincrónica de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, bloqueada por las mareas, hace que siempre mantenga casi la misma cara vuelta hacia el planeta. El lado de la Luna que mira hacia la Tierra se llama el lado cercano y el opuesto, el lado lejano . El lado lejano a menudo se llama incorrectamente el "lado oscuro", pero de hecho se ilumina con tanta frecuencia como el lado cercano: una vez cada 29,5 días terrestres. Durante la luna oscura y la luna nueva , el lado cercano está oscuro. ^[203]

La Luna originalmente rotaba a un ritmo más rápido, pero al principio de su historia su rotación se desaceleró y quedó bloqueada por las mareas en esta orientación como resultado de los efectos de fricción asociados con las deformaciones de marea causadas por la Tierra. ^[204] Con el tiempo, la energía de rotación de la Luna sobre su eje se disipó en forma de calor, hasta que no hubo rotación de la Luna con respecto a la Tierra. En 2016, los científicos planetarios que utilizaron datos recopilados en la misión Lunar Prospector de la NASA de 1998-99 , encontraron dos áreas ricas en hidrógeno (muy probablemente antiguo hielo de agua) en lados opuestos de la Luna. Se especula que estas áreas eran los polos de la Luna hace miles de millones de años antes de que se bloqueara por las mareas con la Tierra. ^[205]

La mitad de la superficie de la Luna siempre está iluminada por el Sol (excepto durante un eclipse lunar ). La Tierra también refleja luz sobre la Luna, que a veces se observa como luz terrestre cuando se refleja de vuelta hacia la Tierra desde áreas del lado cercano de la Luna que no están iluminadas por el Sol.

Como la inclinación axial de la Luna con respecto a la eclíptica es de 1,5427°, en cada año dracónico (346,62 días) el Sol se mueve desde estar 1,5427° al norte del ecuador lunar a estar 1,5427° al sur de él y luego regresa, al igual que en la Tierra el Sol se mueve desde el Trópico de Cáncer al Trópico de Capricornio y viceversa una vez cada año trópico . Por lo tanto, los polos de la Luna están a oscuras durante medio año dracónico (o con solo una parte del Sol visible) y luego iluminados durante medio año dracónico. La cantidad de luz solar que cae sobre las áreas horizontales cerca de los polos depende del ángulo de altitud del Sol. Pero estas "estaciones" tienen poco efecto en las áreas más ecuatoriales.

Con las diferentes posiciones de la Luna, diferentes áreas de la misma son iluminadas por el Sol. Esta iluminación de diferentes áreas lunares, vistas desde la Tierra, produce las diferentes fases lunares durante el mes sinódico . La fase es igual al área de la esfera lunar visible que es iluminada por el Sol. Esta área o grado de iluminación viene dada por , donde es la elongación (es decir, el ángulo entre la Luna, el observador en la Tierra y el Sol).${\displaystyle (1-\cos e)/2=\sin ^{2}(e/2)}$${\displaystyle e}$

El brillo y el tamaño aparente de la Luna también cambian debido a su órbita elíptica alrededor de la Tierra . En el perigeo (el punto más cercano), dado que la Luna está hasta un 14 % más cerca de la Tierra que en el apogeo (el punto más distante), subtiende un ángulo sólido que es hasta un 30 % mayor. En consecuencia, dada la misma fase, el brillo de la Luna también varía hasta en un 30 % entre el apogeo y el perigeo. ^[206] Una luna llena (o nueva) en tal posición se llama superluna . ^{[200] [201] [207]}

Ha habido una controversia histórica sobre si las características observadas en la superficie de la Luna cambian con el tiempo. Hoy en día, se cree que muchas de estas afirmaciones son ilusorias, resultado de la observación en diferentes condiciones de iluminación, una mala visibilidad astronómica o dibujos inadecuados. Sin embargo, la desgasificación ocurre ocasionalmente y podría ser responsable de un porcentaje menor de los fenómenos lunares transitorios informados . Recientemente, se ha sugerido que una región de aproximadamente 3 km (1,9 mi) de diámetro de la superficie lunar fue modificada por un evento de liberación de gas hace aproximadamente un millón de años. ^{[208] [209]}

La Luna tiene un albedo excepcionalmente bajo , lo que le da una reflectancia ligeramente más brillante que la del asfalto desgastado . A pesar de esto, es el objeto más brillante en el cielo después del Sol . ^{[72] [j]} Esto se debe en parte al aumento de brillo de la oleada de oposición ; la Luna en cuarto creciente es solo una décima parte tan brillante, en lugar de la mitad, como en luna llena . ^[210] Además, la constancia del color en el sistema visual recalibra las relaciones entre los colores de un objeto y su entorno, y debido a que el cielo circundante es comparativamente oscuro, la Luna iluminada por el sol se percibe como un objeto brillante. Los bordes de la luna llena parecen tan brillantes como el centro, sin oscurecimiento del limbo , debido a las propiedades reflectantes del suelo lunar , que retrorrefleja la luz más hacia el Sol que en otras direcciones. El color de la Luna depende de la luz que refleja la Luna, que a su vez depende de la superficie de la Luna y sus características, teniendo por ejemplo grandes regiones más oscuras. En general, la superficie lunar refleja una luz gris teñida de marrón. ^[211]

A veces, la Luna puede verse roja o azul. Puede verse roja durante un eclipse lunar , debido a que el espectro rojo de la luz del Sol se refracta sobre la Luna a través de la atmósfera de la Tierra. Debido a este color rojo, los eclipses lunares también se denominan a veces lunas de sangre . La Luna también puede verse roja cuando aparece en ángulos bajos y a través de una atmósfera espesa.

La Luna puede aparecer azul dependiendo de la presencia de ciertas partículas en el aire, ^[211] como partículas volcánicas, ^[212] en cuyo caso se puede llamar luna azul .

Debido a que las palabras "luna roja" y "luna azul" también pueden usarse para referirse a lunas llenas específicas del año, no siempre se refieren a la presencia de luz de luna roja o azul .

Los eclipses solo ocurren cuando el Sol, la Tierra y la Luna están todos en línea recta (denominado " sicigia "). Los eclipses solares ocurren en luna nueva , cuando la Luna está entre el Sol y la Tierra. Por el contrario, los eclipses lunares ocurren en luna llena, cuando la Tierra está entre el Sol y la Luna. El tamaño aparente de la Luna es aproximadamente el mismo que el del Sol, y ambos se ven con casi medio grado de ancho. El Sol es mucho más grande que la Luna, pero es la distancia mucho mayor la que le da el mismo tamaño aparente que la Luna, mucho más cercana y mucho más pequeña desde la perspectiva de la Tierra. Las variaciones en el tamaño aparente, debido a las órbitas no circulares, también son casi las mismas, aunque ocurren en diferentes ciclos. Esto hace posible tanto los eclipses solares totales (con la Luna que aparece más grande que el Sol) como los anulares (con la Luna que aparece más pequeña que el Sol). ^[213] En un eclipse total, la Luna cubre completamente el disco del Sol y la corona solar se vuelve visible a simple vista .

Debido a que la distancia entre la Luna y la Tierra aumenta muy lentamente con el tiempo, ^[185] el diámetro angular de la Luna está disminuyendo. A medida que evoluciona hacia convertirse en una gigante roja , el tamaño del Sol y su diámetro aparente en el cielo aumentan lentamente. ^[k] La combinación de estos dos cambios significa que hace cientos de millones de años, la Luna siempre cubría completamente al Sol en los eclipses solares, y no era posible que se produjeran eclipses anulares. Del mismo modo, cientos de millones de años en el futuro, la Luna ya no cubrirá completamente al Sol y no se producirán eclipses solares totales. ^[214]

Como la órbita de la Luna alrededor de la Tierra está inclinada unos 5,145° (5° 9') respecto de la órbita de la Tierra alrededor del Sol , no se producen eclipses en cada luna llena o nueva. Para que se produzca un eclipse, la Luna debe estar cerca de la intersección de los dos planos orbitales. ^[215] La periodicidad y recurrencia de los eclipses del Sol causados ​​por la Luna, y de la Luna causados ​​por la Tierra, se describe mediante el saros , que tiene un período de aproximadamente 18 años. ^[216]

Como la Luna bloquea continuamente la visión de un área circular del cielo de medio grado de ancho, ^{[l] [217]} el fenómeno relacionado de ocultación ocurre cuando una estrella brillante o un planeta pasa detrás de la Luna y queda ocultado: oculto a la vista. De esta manera, un eclipse solar es una ocultación del Sol. Como la Luna está comparativamente cerca de la Tierra, las ocultaciones de estrellas individuales no son visibles en todas partes del planeta, ni al mismo tiempo. Debido a la precesión de la órbita lunar, cada año se ocultan diferentes estrellas. ^[218]

Algunos creen que las pinturas rupestres más antiguas de hasta 40.000 años AP de toros y formas geométricas, ^{[219] o} palos de conteo de 20-30.000 años de antigüedad se usaban para observar las fases de la Luna, llevando el tiempo usando el crecimiento y menguante de las fases de la Luna . ^[220] Una de las primeras representaciones posibles descubiertas de la Luna es una talla rupestre del 3000 a. C. Orthostat 47 en Knowth , Irlanda. ^{[221] [222]} Deidades lunares como Nanna/Sin con crecientes se encuentran desde el tercer milenio a. C. ^[223] Aunque la representación astronómica más antigua encontrada e identificada de la Luna es el disco celeste de Nebra de c.  1800-1600 a. C. [ ^{224] [225]}

El antiguo filósofo griego Anaxágoras ( fallecido en el  428 a. C. ) razonó que el Sol y la Luna eran rocas esféricas gigantes y que la última reflejaba la luz de la primera. ^{[229] [230] : 227} En otros lugares entre el siglo V a. C. y el siglo IV a. C. , los astrónomos babilónicos habían registrado el ciclo de 18 años de eclipses lunares de Saros , ^[231] y los astrónomos indios habían descrito la elongación mensual de la Luna. ^[232] El astrónomo chino Shi Shen ( fl. siglo IV a. C.) dio instrucciones para predecir eclipses solares y lunares. ^{[230] : 411}

En la descripción del universo de Aristóteles (384-322 a. C.) , la Luna marcaba el límite entre las esferas de los elementos mutables (tierra, agua, aire y fuego) y las estrellas imperecederas del éter , una filosofía influyente que dominaría durante siglos. ^[233] Arquímedes (287-212 a. C.) diseñó un planetario que podía calcular los movimientos de la Luna y otros objetos del Sistema Solar. ^[234] En el siglo II a. C. , Seleuco de Seleucia pensó correctamente que las mareas se debían a la atracción de la Luna y que su altura depende de la posición de la Luna en relación con el Sol . ^[235] En el mismo siglo, Aristarco calculó el tamaño y la distancia de la Luna a la Tierra, obteniendo un valor de aproximadamente veinte veces el radio de la Tierra para la distancia.

Los chinos de la dinastía Han creían que la Luna era energía equivalente al qi y su teoría de la "influencia radiante" reconocía que la luz de la Luna era simplemente un reflejo del Sol; Jing Fang (78-37 a. C.) notó la esfericidad de la Luna. ^{[230] : 413–414} Ptolomeo (90–168 d. C.) mejoró mucho los números de Aristarco, calculando una distancia media de 59 veces el radio de la Tierra y un diámetro de 0,292 diámetros terrestres, cerca de los valores correctos de aproximadamente 60 y 0,273 respectivamente. ^[236] En el siglo II d. C., Luciano escribió la novela Una historia verdadera , en la que los héroes viajan a la Luna y conocen a sus habitantes. En 510 d. C., el astrónomo indio Aryabhata mencionó en su Aryabhatiya que la luz solar reflejada es la causa del brillo de la Luna. ^{[237] [238]} El astrónomo y físico Ibn al-Haytham (965–1039) descubrió que la luz del sol no se reflejaba en la Luna como un espejo, sino que la luz se emitía desde cada parte de la superficie iluminada de la Luna en todas las direcciones. ^[239] Shen Kuo (1031–1095) de la dinastía Song creó una alegoría que equiparaba el crecimiento y la disminución de la Luna a una bola redonda de plata reflectante que, cuando se rociaba con polvo blanco y se miraba de lado, parecía ser una media luna. ^{[230] : 415–416} Durante la Edad Media , antes de la invención del telescopio, la Luna era cada vez más reconocida como una esfera, aunque muchos creían que era "perfectamente lisa". ^[240]

En 1609, Galileo Galilei utilizó un telescopio primitivo para hacer dibujos de la Luna para su libro Sidereus Nuncius y dedujo que no era lisa, sino que tenía montañas y cráteres. Thomas Harriot había hecho, pero no publicado, dibujos similares unos meses antes.

A esto le siguió el mapeo telescópico de la Luna: más tarde, en el siglo XVII, los esfuerzos de Giovanni Battista Riccioli y Francesco Maria Grimaldi condujeron al sistema de denominación de las características lunares que se usa hoy en día. El Mappa Selenographica de Wilhelm Beer y Johann Heinrich von Mädler (1834-1836), más exacto , y su libro asociado Der Mond (1837) , el primer estudio trigonométricamente preciso de las características lunares, incluyeron las alturas de más de mil montañas e introdujeron el estudio de la Luna con las precisiones posibles en la geografía terrestre. ^[241] Los cráteres lunares, observados por primera vez por Galileo, se pensaba que eran volcánicos hasta la propuesta de Richard Proctor en la década de 1870 de que se formaron por colisiones. ^[72] Esta visión ganó apoyo en 1892 a partir de la experimentación del geólogo Grove Karl Gilbert , y de estudios comparativos desde 1920 hasta la década de 1940, ^[242] lo que llevó al desarrollo de la estratigrafía lunar , que en la década de 1950 se estaba convirtiendo en una rama nueva y creciente de la astrogeología . ^[72]

Después de la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron los primeros sistemas de lanzamiento y hacia finales de la década de 1950 alcanzaron capacidades que permitieron a la Unión Soviética y a los Estados Unidos lanzar naves espaciales al espacio. La Guerra Fría impulsó un desarrollo de sistemas de lanzamiento seguido de cerca por los dos estados, lo que dio lugar a la llamada Carrera Espacial y su fase posterior, la Carrera Lunar, acelerando los esfuerzos y el interés en la exploración de la Luna .

Después del primer vuelo espacial del Sputnik 1 en 1957 durante el Año Geofísico Internacional, las naves espaciales del programa Luna de la Unión Soviética fueron las primeras en lograr una serie de objetivos. Después de tres misiones fallidas sin nombre en 1958, ^[243] el primer objeto creado por el hombre, Luna 1, escapó de la gravedad de la Tierra y pasó cerca de la Luna en 1959. Más tarde ese año, el primer objeto creado por el hombre, Luna 2, alcanzó la superficie de la Luna al impactar intencionalmente . A finales de año, Luna 3 llegó como el primer objeto creado por el hombre al lado lejano normalmente ocluido de la Luna , tomando las primeras fotografías de él. La primera nave espacial en realizar un aterrizaje suave lunar exitoso fue Luna 9 y el primer vehículo en orbitar la Luna fue Luna 10 , ambos en 1966. ^[72]

Tras el compromiso del presidente John F. Kennedy en 1961 de un alunizaje tripulado antes de finales de la década, Estados Unidos, bajo el liderazgo de la NASA, lanzó una serie de sondas no tripuladas para desarrollar un conocimiento de la superficie lunar en preparación para misiones humanas: el programa Ranger del Laboratorio de Propulsión a Chorro , el programa Lunar Orbiter y el programa Surveyor . El programa tripulado Apolo se desarrolló en paralelo; después de una serie de pruebas tripuladas y no tripuladas de la nave espacial Apolo en órbita terrestre, y estimulado por un posible alunizaje humano soviético , en 1968 el Apolo 8 realizó la primera misión humana a la órbita lunar (los primeros terrícolas, dos tortugas, habían dado la vuelta a la Luna tres meses antes en la Zond 5 de la Unión Soviética , seguidas por tortugas en la Zond 6 ).

La primera vez que una persona aterrizó en la Luna y en cualquier cuerpo extraterrestre fue cuando Neil Armstrong , el comandante de la misión estadounidense Apolo 11 , pisó la Luna a las 02:56 UTC del 21 de julio de 1969. ^[244] Considerada la culminación de la carrera espacial , ^[245] se estima que 500 millones de personas en todo el mundo vieron la transmisión de la cámara de televisión Apollo , la mayor audiencia televisiva para una transmisión en vivo en ese momento. ^{[246] [247]} Mientras que al mismo tiempo otra misión, la misión robótica de retorno de muestras Luna 15 de la Unión Soviética había estado en órbita alrededor de la Luna, convirtiéndose junto con el Apolo 11 en el primer caso de dos misiones extraterrestres llevadas a cabo al mismo tiempo.

Las misiones Apolo 11 a 17 (excepto la Apolo 13 , que abortó su aterrizaje lunar planeado) retiraron 380,05 kilogramos (837,87 lb) de roca lunar y suelo en 2196 muestras separadas . ^[248] Se instalaron paquetes de instrumentos científicos en la superficie lunar durante todos los aterrizajes de Apolo. Se instalaron estaciones de instrumentos de larga duración , incluidas sondas de flujo de calor, sismómetros y magnetómetros , en los sitios de aterrizaje de las Apolo 12 , 14 , 15 , 16 y 17. La transmisión directa de datos a la Tierra concluyó a fines de 1977 debido a consideraciones presupuestarias, ^{[249] [250] pero como los conjuntos de retrorreflectores de cubo de esquina} de medición láser lunar de las estaciones son instrumentos pasivos, todavía se están utilizando. ^[251] La Apolo 17 en 1972 sigue siendo la última misión tripulada a la Luna. La Explorer 49, lanzada en 1973, fue la última sonda estadounidense dedicada a la Luna hasta la década de 1990.

La Unión Soviética continuó enviando misiones robóticas a la Luna hasta 1976, desplegando en 1970 con Luna 17 el primer rover controlado remotamente Lunokhod 1 en una superficie extraterrestre, y recolectando y devolviendo 0,3 kg de muestras de roca y suelo con tres misiones de retorno de muestras a la Luna ( Luna 16 en 1970, Luna 20 en 1972 y Luna 24 en 1976). ^[252]

Tras la última misión soviética a la Luna en 1976, durante catorce años no hubo más exploración lunar. La astronáutica había desplazado su atención hacia la exploración de los planetas del Sistema Solar interior (p. ej. , programa Venera ) y exterior (p. ej., Pioneer 10 , 1972) , pero también hacia la órbita terrestre , desarrollando y operando continuamente, además de satélites de comunicación , satélites de observación de la Tierra (p. ej., programa Landsat , 1972), telescopios espaciales y, en particular, estaciones espaciales (p. ej., programa Salyut , 1971).

La negociación en 1979 del Tratado de la Luna , y su posterior ratificación en 1984, fue la única actividad importante relacionada con la Luna hasta 1990.

En 1990, Hiten - Hagoromo , ^[253] la primera misión lunar dedicada desde 1976, llegó a la Luna. Enviada por Japón , se convirtió en la primera misión que no era una misión de la Unión Soviética o de los Estados Unidos a la Luna.

En 1994, Estados Unidos dedicó una misión para volar una nave espacial ( Clementine ) a la Luna nuevamente por primera vez desde 1973. Esta misión obtuvo el primer mapa topográfico casi global de la Luna y las primeras imágenes multiespectrales globales de la superficie lunar. ^[254] En 1998, esto fue seguido por la misión Lunar Prospector , cuyos instrumentos indicaron la presencia de exceso de hidrógeno en los polos lunares, que probablemente haya sido causado por la presencia de hielo de agua en los primeros metros del regolito dentro de cráteres permanentemente sombreados. ^[255]

Los años siguientes vieron una serie de primeras misiones a la Luna por parte de un nuevo grupo de estados que exploraban activamente la Luna. Entre 2004 y 2006, la primera nave espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) ( SMART-1 ) llegó a la Luna, registrando el primer estudio detallado de elementos químicos en la superficie lunar. ^[256] El Programa de Exploración Lunar Chino llegó a la Luna por primera vez con el orbitador Chang'e 1 (2007-2009), ^[257] obteniendo un mapa de imagen completo de la Luna. India llegó, orbitó e impactó la Luna en 2008 por primera vez con su Chandrayaan-1 y Moon Impact Probe , convirtiéndose en el quinto y sexto estado en hacerlo, creando un mapa químico, mineralógico y fotogeológico de alta resolución de la superficie lunar, y confirmando la presencia de moléculas de agua en el suelo lunar . ^[258]

El 18 de junio de 2009, Estados Unidos lanzó el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) y el impactador LCROSS. El LCROSS completó su misión al realizar un impacto planificado y ampliamente observado en el cráter Cabeus el 9 de octubre de 2009, ^[259] mientras que el LRO se encuentra actualmente en funcionamiento, obteniendo altimetría lunar precisa e imágenes de alta resolución.

China continuó su programa lunar en 2010 con Chang'e 2 , mapeando la superficie con una resolución más alta durante un período de ocho meses, y en 2013 con Chang'e 3 , un módulo de aterrizaje lunar junto con un rover lunar llamado Yutu ( chino :玉兔; lit. 'Conejo de Jade'). Esta fue la primera misión de un rover lunar desde Lunokhod 2 en 1973 y el primer aterrizaje suave lunar desde Luna 24 en 1976, convirtiendo a China en el tercer país en lograr esto.

En 2014, la primera sonda financiada con fondos privados, la Manfred Memorial Moon Mission , llegó a la Luna.

Otra misión del rover chino, Chang'e 4 , logró el primer aterrizaje en el lado lejano de la Luna a principios de 2019. ^[260]

También en 2019, India envió con éxito su segunda sonda, Chandrayaan-2, a la Luna.

En 2020, China llevó a cabo su primera misión robótica de retorno de muestras ( Chang'e 5 ), trayendo 1.731 gramos de material lunar a la Tierra. ^[261]

Los Estados Unidos desarrollaron planes para regresar a la Luna a partir de 2004, ^[262] y con la firma de los Acuerdos Artemis liderados por los Estados Unidos en 2020, el programa Artemis tiene como objetivo que los astronautas regresen a la Luna en la década de 2020. ^[263] Un número cada vez mayor de países se han sumado a los Acuerdos. La introducción de los Acuerdos Artemis ha alimentado un renovado debate sobre el marco internacional y la cooperación en materia de actividad lunar, basándose en el Tratado sobre la Luna y el concepto de Moon Village liderado por la ESA . ^{[264] [265] [266]}

2023 y 2024 India y Japón se convirtieron en el cuarto y quinto país en aterrizar suavemente una nave espacial en la Luna, después de la Unión Soviética y Estados Unidos en la década de 1960, y China en la década de 2010. ^[267] Cabe destacar que la nave espacial de Japón, Smart Lander for Investigating Moon , sobrevivió 3 noches lunares. ^[268] El módulo de aterrizaje IM-1 se convirtió en el primer módulo de aterrizaje construido comercialmente en aterrizar en la Luna en 2024. ^[269]

El 3 de mayo de 2024, China lanzó la sonda Chang'e 6 , que llevó a cabo otro retorno de muestras lunares desde el otro lado de la Luna . ^[270] También transportó un rover chino para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar. ^[271] Pakistán envió un orbitador lunar llamado ICUBE-Q junto con la sonda Chang'e 6. ^[272]

Está previsto que Nova-C 2 , iSpace Lander y Blue Ghost se lancen a la Luna en 2024.

Además del programa Artemisa en progreso y el apoyo a los Servicios Comerciales de Carga Lunar , liderando una apertura internacional y comercial tripulada de la Luna y enviando a la primera mujer , persona de color y ciudadana no estadounidense a la Luna en la década de 2020, ^[273] China continúa con su ambicioso programa Chang'e , habiendo anunciado con el programa Luna-Glob de Rusia en dificultades misiones conjuntas. ^{[274] [275]} Tanto el programa lunar chino como el estadounidense tienen el objetivo de establecer en la década de 2030 una base lunar con sus socios internacionales, aunque Estados Unidos y sus socios establecerán primero una estación orbital Lunar Gateway en la década de 2020, desde la cual las misiones Artemisa aterrizarán el Sistema de Aterrizaje Humano para establecer campamentos temporales en la superficie.

Si bien las misiones Apolo fueron de naturaleza exploratoria, el programa Artemisa planea establecer una presencia más permanente. Con este fin, la NASA se está asociando con líderes de la industria para establecer elementos clave como una infraestructura de comunicación moderna. Se lanzará una demostración de conectividad 4G a bordo de un módulo de aterrizaje Nova-C de Intuitive Machines en 2024. ^[276] Otro enfoque es la utilización de recursos in situ , que es una parte clave de los programas lunares de DARPA . DARPA ha solicitado que los socios de la industria desarrollen un plan de arquitectura lunar de 10 años para permitir el comienzo de una economía lunar. ^[277]

La última vez que los humanos aterrizaron en la Luna fue durante el Programa Apolo , una serie de misiones de exploración tripuladas llevadas a cabo entre 1969 y 1972. La órbita lunar ha visto la presencia ininterrumpida de orbitadores desde 2006 , realizando principalmente observación lunar y proporcionando comunicación retransmitida para misiones robóticas en la superficie lunar.

Las órbitas lunares y las órbitas alrededor de los puntos de Lagrange Tierra-Luna se utilizan para establecer una infraestructura cercana a la Luna que permita aumentar la actividad humana en el espacio cislunar , así como en la superficie de la Luna. Las misiones en el lado lejano de la Luna o en las regiones polares norte y sur lunares necesitan naves espaciales con órbitas especiales, como los satélites de retransmisión Queqiao y Queqiao-2 o la primera estación espacial extraterrestre planificada, la Lunar Gateway . ^{[278] [279]}

Si bien la Luna tiene la clasificación de objetivo de protección planetaria más baja , se ha discutido su degradación como cuerpo prístino y lugar científico. ^[281] Si se realiza astronomía desde la Luna, deberá estar libre de cualquier contaminación física y radioeléctrica . Si bien la Luna no tiene una atmósfera significativa, el tráfico y los impactos en la Luna causan nubes de polvo que pueden extenderse lejos y posiblemente contaminar el estado original de la Luna y su contenido científico especial. ^[282] La académica Alice Gorman afirma que, aunque la Luna es inhóspita, no está muerta, y que la actividad humana sostenible requeriría tratar la ecología de la Luna como copartícipe. ^[283]

El llamado " asunto tardígrado " del módulo de aterrizaje Beresheet estrellado en 2019 y su transporte de tardígrados se ha discutido como un ejemplo de la falta de medidas y de regulación internacional para la protección planetaria . ^[284]

Los desechos espaciales más allá de la Tierra alrededor de la Luna se han considerado un desafío futuro con un número cada vez mayor de misiones a la Luna, particularmente como un peligro para dichas misiones. ^{[285] [286]} Por lo tanto, la gestión de los desechos lunares se ha planteado como un problema que las futuras misiones lunares, particularmente en la superficie, deben abordar. ^{[287] [288]}

Se han transportado restos humanos a la Luna, incluso por parte de empresas privadas como Celestis y Elysium Space . Debido a que la Luna ha sido sagrada o significativa para muchas culturas, la práctica de los entierros espaciales ha atraído críticas de los líderes de los pueblos indígenas . Por ejemplo, el entonces presidente de la Nación Navajo, Albert Hale, criticó a la NASA por enviar las cenizas cremadas del científico Eugene Shoemaker a la Luna en 1998. ^{[289] [290]}

Además de los restos de la actividad humana en la Luna, se han previsto algunas instalaciones permanentes, como la obra de arte del Museo de la Luna , los mensajes de buena voluntad del Apolo 11 , seis placas lunares , el monumento a los astronautas caídos y otros artefactos. ^[280]

Las misiones a largo plazo que continúan activas son algunos orbitadores como el Lunar Reconnaissance Orbiter lanzado en 2009 que vigila la Luna para futuras misiones, así como algunos aterrizadores como el Chang'e 3 lanzado en 2013 con su telescopio ultravioleta lunar aún operativo. ^[291] Se han instalado cinco retrorreflectores en la Luna desde la década de 1970 y desde entonces se utilizan para realizar mediciones precisas de las libraciones físicas a través de un láser que mide la distancia a la Luna .

Hay varias misiones de diferentes agencias y compañías planeadas para establecer una presencia humana a largo plazo en la Luna, siendo el Lunar Gateway el proyecto actualmente más avanzado como parte del programa Artemis .

La Luna es reconocida como un excelente sitio para telescopios. ^[292] Está relativamente cerca; ciertos cráteres cerca de los polos son permanentemente oscuros y fríos y especialmente útiles para telescopios infrarrojos ; y los radiotelescopios en el lado lejano estarían protegidos de las vibraciones de radio de la Tierra. ^[293] El suelo lunar , aunque plantea un problema para cualquier parte móvil de los telescopios , se puede mezclar con nanotubos de carbono y epoxis y emplear en la construcción de espejos de hasta 50 metros de diámetro. ^{[294] Un} telescopio cenital lunar se puede fabricar de forma económica con un líquido iónico . ^[295]

En abril de 1972, la misión Apolo 16 registró varias fotografías y espectros astronómicos en ultravioleta con la cámara/espectrógrafo ultravioleta lejano . ^[296]

La Luna también ha sido un sitio de observación de la Tierra , particularmente culturalmente como en la fotografía de 1968 llamada Earthrise , tomada por Bill Anders del Apollo 8. La Tierra aparece en el cielo de la Luna con un tamaño aparente de 1° 48 ′ a 2°, ^[297] tres a cuatro veces el tamaño de la Luna o el Sol en el cielo de la Tierra, o aproximadamente el ancho aparente de dos meñiques a un brazo de distancia.

Los únicos casos en los que los humanos han vivido en la Luna han tenido lugar en un módulo lunar Apolo durante varios días seguidos (por ejemplo, durante la misión Apolo 17 ). ^[298] Uno de los desafíos que enfrentan los astronautas durante su estadía en la superficie es que el polvo lunar se adhiere a sus trajes y es transportado a sus habitaciones. Los astronautas podían saborear y oler el polvo, que huele a pólvora y se lo denominaba el "aroma Apolo". ^[299] Este fino polvo lunar puede causar problemas de salud . ^[299]

En 2019, al menos una semilla de planta brotó en un experimento en el módulo de aterrizaje Chang'e 4. Fue traída desde la Tierra junto con otras pequeñas formas de vida en su microecosistema lunar . ^[300]

Aunque los módulos de aterrizaje de la Luna esparcieron banderines de la Unión Soviética sobre la Luna, y los astronautas del Apolo plantaron simbólicamente banderas estadounidenses en sus lugares de aterrizaje , ninguna nación reclama la propiedad de ninguna parte de la superficie de la Luna. ^[301] Del mismo modo, no se considera creíble ninguna propiedad privada de partes de la Luna, o en su totalidad . ^{[302] [303] [304]}

El Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967 define la Luna y todo el espacio ultraterrestre como " provincia de toda la humanidad ". ^[301] Restringe el uso de la Luna a fines pacíficos, prohibiendo explícitamente las instalaciones militares y las armas de destrucción masiva . ^[305] La mayoría de los países son partes de este tratado. ^[306] El Acuerdo de la Luna de 1979 se creó para elaborar y restringir la explotación de los recursos de la Luna por parte de una sola nación, dejándolo en manos de un régimen regulatorio internacional aún no especificado. ^[307] A enero de 2020, ha sido firmado y ratificado por 18 naciones, ^[308] ninguna de las cuales tiene capacidad para vuelos espaciales humanos .

Desde 2020, varios países se han sumado a los Estados Unidos en sus Acuerdos Artemis , que desafían el tratado. Además, Estados Unidos ha enfatizado en una orden ejecutiva presidencial ("Fomento del apoyo internacional a la recuperación y el uso de los recursos espaciales") que "Estados Unidos no considera el espacio exterior como un 'bien común mundial ' " y califica el Acuerdo sobre la Luna como "un intento fallido de limitar la libre empresa". ^{[309] [310]}

Dado que Australia firmó y ratificó tanto el Tratado de la Luna en 1986 como los Acuerdos Artemis en 2020, se ha debatido si se pueden armonizar. ^[265] En este sentido, se ha abogado por un Acuerdo de Implementación para el Tratado de la Luna, como una forma de compensar las deficiencias del Tratado de la Luna y armonizarlo con otras leyes y acuerdos como los Acuerdos Artemis, lo que permitiría que fuera más ampliamente aceptado. ^{[264] [266]}

Ante este creciente interés comercial y nacional, en particular la prospección de territorios, los legisladores estadounidenses han introducido a finales de 2020 una regulación específica para la conservación de los sitios históricos de aterrizaje ^[311] y los grupos de interés han abogado por convertir dichos sitios en Patrimonio Mundial ^[312] y las zonas de valor científico en zonas protegidas, todo lo cual aumenta la disponibilidad legal y la territorialización de la Luna. ^[284]

En 2021, un grupo de "abogados, arqueólogos espaciales y ciudadanos preocupados" creó la Declaración de los Derechos de la Luna ^{[313] , basándose en precedentes del movimiento de los} Derechos de la Naturaleza y el concepto de personalidad jurídica para las entidades no humanas en el espacio. ^{[314] [315]}

El aumento de la actividad humana en la Luna ha hecho necesario coordinarse para salvaguardar la actividad lunar internacional y comercial. Se han planteado cuestiones que van desde la cooperación hasta la mera coordinación, pasando por ejemplo por el desarrollo de un horario lunar compartido .

En particular, el Tratado de la Luna ha pedido el establecimiento de un régimen regulador internacional o de las Naciones Unidas para la actividad humana en la Luna y se ha sugerido a través de un Acuerdo de Implementación ^{[264] [266],} pero sigue siendo polémico. Los programas lunares actuales son multilaterales , con el programa Artemis liderado por los EE. UU. y la Estación de Investigación Lunar Internacional liderada por China . Para una cooperación y coordinación internacionales más amplias se ha establecido el Grupo de Trabajo de Exploración Lunar Internacional (ILEWG), la Asociación de Aldeas Lunares (MVA) y, de manera más general, el Grupo de Coordinación de Exploración Espacial Internacional (ISECG).

Desde tiempos prehistóricos, la gente ha tomado nota de las fases de la Luna y su ciclo creciente y menguante , y lo ha utilizado para llevar un registro del tiempo. Algunos creen que los palitos de conteo , huesos con muescas que datan de hace 20-30.000 años, marcan las fases de la Luna. ^{[220] [318] [319]} El conteo de los días entre las fases de la Luna dio lugar finalmente a períodos de tiempo generalizados de ciclos lunares como meses , y posiblemente de sus fases como semanas . ^[320]

Las palabras para el mes en una variedad de idiomas diferentes llevan esta relación entre el período del mes y la Luna etimológicamente. El mes en inglés, así como luna , y sus cognados en otras lenguas indoeuropeas (por ejemplo, el latín mensis y el griego antiguo μείς ( meis ) o μήν (mēn), que significa "mes") ^{[321] [322] [323] [324]} provienen de la raíz protoindoeuropea (PIE) de luna , * méh ₁ nōt , derivada de la raíz verbal PIE * meh ₁ -, "medir", "indicando una concepción funcional de la Luna, es decir, marcador del mes" ( cf. las palabras inglesas measure y menstrual ). ^{[325] [326] [327]} Para dar otro ejemplo de una familia lingüística diferente , el idioma chino utiliza la misma palabra (月) para luna y para mes , que además se puede encontrar en los símbolos de la palabra semana (星期).

Este sistema lunar de cronometraje dio origen a los calendarios lunisolares , históricamente dominantes pero variados. El calendario islámico del siglo VII es un ejemplo de un calendario puramente lunar , en el que los meses se determinan tradicionalmente por la observación visual de la hilal, o la luna creciente más temprana, sobre el horizonte. ^[328]

De particular importancia ha sido la ocasión de la luna llena , destacada y celebrada en una variedad de calendarios y culturas, un ejemplo es el Vesak budista . La luna llena alrededor del equinoccio de otoño del sur o del norte a menudo se llama luna de la cosecha y se celebra con festividades como el Festival de la Luna de la Cosecha del calendario lunar chino , su segunda celebración más importante después del Año Nuevo Lunar lunisolar chino . ^[329]

Además, la asociación del tiempo con la Luna también se puede encontrar en la religión, como en la antigua deidad temporal y lunar egipcia Khonsu .

Desde tiempos prehistóricos los humanos han representado y posteriormente descrito su percepción de la Luna y su importancia para ellos y sus cosmologías . Se la ha caracterizado y asociado de muchas maneras diferentes, desde tener un espíritu o ser una deidad , y un aspecto de la misma o un aspecto en astrología .

Para la representación de la Luna, especialmente sus fases lunares , la media luna (🌙) ha sido un símbolo recurrente en una variedad de culturas desde al menos 3000 a. C. o posiblemente antes, con cuernos de toro que datan de las primeras pinturas rupestres en 40 000 a . C. ^{[225] [219]} En sistemas de escritura como el chino, la media luna se ha convertido en el símbolo月, la palabra para Luna, y en el antiguo egipcio era el símbolo 𓇹, que significa Luna y se escribe como la antigua deidad lunar egipcia Iah , ^[331] con la que se asociaban las otras antiguas deidades lunares egipcias Khonsu y Thoth .

Iconográficamente, la media luna se utilizó en Mesopotamia como el símbolo principal de Nanna/Sîn , ^[223] la antigua deidad lunar sumeria , ^{[332] [223]} que era el padre de Inanna/Ishtar , la diosa del planeta Venus (simbolizada como la Estrella de Ishtar de ocho puntas ), ^{[332] [223]} y Utu/Shamash , el dios del Sol ( simbolizado como un disco, opcionalmente con ocho rayos ), ^{[332] [223]} los tres a menudo representados uno al lado del otro. Nanna/Sîn es, como algunas otras deidades lunares, por ejemplo Iah y Khonsu del antiguo Egipto, Mene / Selene de la antigua Grecia y Luna de la antigua Roma, representada como una deidad con cuernos , con tocados o coronas en forma de media luna. ^{[333] [334]}

La disposición particular de la medialuna con una estrella conocida como la estrella y la medialuna (☪️) se remonta a la Edad del Bronce, representando al Sol y la Luna, o a la Luna y el planeta Venus, en combinación. Llegó a representar a la diosa selene Artemisa , y a través del patrocinio de Hécate , que como triple deidad bajo el epíteto trimorphos / trivia incluía aspectos de Artemisa / Diana , llegó a ser utilizada como un símbolo de Bizancio , con la Virgen María ( Reina del Cielo ) tomando más tarde su lugar, siendo representada en la veneración mariana en una medialuna y adornada con estrellas. Desde entonces, el uso heráldico de la estrella y la medialuna proliferó, el simbolismo de Bizancio posiblemente influyó en el desarrollo de la bandera otomana , específicamente la combinación de la medialuna turca con una estrella, ^[335] y convirtiéndose en un símbolo popular para el Islam (como el hilal del calendario islámico ) y para una variedad de naciones . ^[336]

Las características de la Luna, las tierras altas más brillantes en contraste y los mares más oscuros, han sido vistas por diferentes culturas formando formas abstractas . Tales formas son, entre otras, el Hombre en la Luna (por ejemplo, Coyolxāuhqui ) o el Conejo de la Luna (por ejemplo, el chino Tu'er Ye o en las mitologías indígenas americanas el aspecto de la diosa maya de la Luna , de la que posiblemente se deriva Awilix , o de Metztli / Tēcciztēcatl ). ^[330]

Ocasionalmente, también se ha representado a algunas deidades lunares conduciendo un carro por el cielo , como la hindú Chandra/Soma , la griega Artemisa, que está asociada con Selene, o Luna, el antiguo equivalente romano de Selene.

En cuanto al color y el material, la Luna se ha asociado en la alquimia occidental con la plata , mientras que el oro se asocia con el Sol. ^[337]

A través de un milagro, la llamada división de la Luna ( árabe : انشقاق القمر ) en el Islam , la asociación con la Luna se aplica también a Mahoma . ^[338]

La percepción de la Luna en los tiempos modernos ha sido influenciada por la astronomía moderna que permite el uso de telescopios y, posteriormente, por la actividad humana real que ha permitido el uso de vuelos espaciales en la Luna, en particular los alunizajes de gran impacto cultural . Estas nuevas perspectivas inspiraron referencias culturales que conectaron reflexiones románticas sobre la Luna ^[340] y ficción especulativa como la ciencia ficción que trata sobre la Luna. ^{[339] [341]}

En la actualidad, la Luna ha sido vista como un lugar para la expansión económica en el espacio , con misiones de prospección de recursos lunares . Esto ha estado acompañado de una renovada reflexión pública y crítica sobre la relación cultural y legal de la humanidad con el cuerpo celeste, especialmente en relación con el colonialismo , ^[284] como en el poema de 1970 " Whitey on the Moon ". Desde esta perspectiva, se ha invocado la naturaleza de la Luna, ^[313] particularmente para la conservación lunar ^[286] y como un bien común . ^{[342] [307] [315]}

En 2021, el 20 de julio, fecha del primer alunizaje tripulado , se convirtió en el Día Internacional de la Luna anual . ^[343]

El efecto lunar es una supuesta correlación no probada entre etapas específicas del ciclo lunar de aproximadamente 29,5 días y cambios de comportamiento y fisiológicos en los seres vivos de la Tierra, incluidos los humanos. La Luna ha sido asociada durante mucho tiempo con la locura y la irracionalidad; las palabras locura y lunático se derivan del nombre latino de la Luna, Luna . Los filósofos Aristóteles y Plinio el Viejo argumentaron que la luna llena inducía locura en individuos susceptibles, creyendo que el cerebro, que es principalmente agua, debe verse afectado por la Luna y su poder sobre las mareas, pero la gravedad de la Luna es demasiado leve para afectar a una sola persona. ^[344] Incluso hoy, las personas que creen en un efecto lunar afirman que las admisiones en hospitales psiquiátricos, los accidentes de tráfico, los homicidios o los suicidios aumentan durante la luna llena, pero docenas de estudios invalidan estas afirmaciones. ^{[344] [345] [346] [347] [348]}

• Lista de satélites naturales
• Selenografía (geografía de la Luna)
• Hora lunar coordinada