La Lune. "Un petit pas pour l'homme, un grand pas pour l'humanité!" -Traduction française - Neil Armstrong - Caractéristiques de la lune

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1 La Lune "Un petit pas pour l'homme, un grand pas pour l'humanité!" -Traduction française - Neil Armstrong - Caractéristiques de la lune Découverte : connue depuis l'antiquité Distance moyenne à la Terre : km Période de révolution autour de la Terre : 27, jours Vitesse orbitale moyenne : 1,023 km/s Inclinaison de l'orbite : de 18,28 à 28,58 degrés Diamètre équatorial : 3474,8 km Masse (Terre = 1) : 0,012 Densité : 3,341 Gravité de surface (Terre = 1) : 0,166 Vitesse de libération équatoriale : 2,38 km/s Température moyenne de surface : de -153 C la nuit à 107 C le jour Période de rotation : 27, jours Constituants principaux de l'atmosphère : pas d'atmosphère Situation géographique : La Lune n'est qu'à une distance moyenne de kilomètres de La Terre. Elle est si fortement liée à notre planète par la force de gravitation universelle qu'elle n'a pas de mouvement de rotation sur elle-même. C'est pour cette raison qu'elle nous montre toujours une même face, l'autre n'ayant été photographiée que depuis le lancement de Luna III en 1959, premier satellite artificiel à être mis en orbite lunaire. Dix ans après, Apollo XI emmenait l'homme sur la Lune. La Terre et la Lune tournent autour d'un centre de gravité commun appelé barycentre et situé à l'intérieur de notre planète. C'est en fait ce centre de gravité commun qui décrit exactement l'orbite du système Terre Lune autour du Soleil. 1/5 Arnaud Durussel et Florian Briant

2 Notre satellite naturel Le diamètre de la Lune, 3470 kilomètres, équivaut à un peu plus du quart de celui de la Terre, kilomètres. Son volume est 53 fois inférieur à celui de notre planète. La Lune est dépourvue d'atmosphère et les astronautes ne s'y déplacent qu'en combinaisons spéciales munies d'une réserve d'oxygène, sortes de scaphandres spatiaux les protégeant contre les radiations solaires et leur assurant une température normale. En effet, sur la Lune, celle-ci varie de C à C, une variation de 280 C En absence d'atmosphère, la voûte céleste n'y est jamais occultée par la lumière solaire éclairant les molécules atmosphériques. Le ciel y est donc constamment étoilé : un lieu convoité pour y installer des télescopes qu'il faudra quand même protéger de cette forte amplitude thermique due essentiellement à la durée de la journée et de la nuit lunaire (14 jours terrestres!) et à l'absence d'atmosphère. Le sol lunaire nous révèle à l'œil nu ses pleines basaltiques sombres, surnommées "mers lunaires", qui donnent à notre satellite naturel son "visage" caractéristique : mers des Crises, de la Tranquillité, de la Sérénité, des Pluies ; océan des Tempêtes, etc...). Avec des jumelles, nous pouvons y apercevoir ses cratères rayonnants (Aristarque, Copernic, Tycho, etc...) ou même ses montagnes particulièrement bien observables près du limbe ou à la limite de la surface éclairée. Les plus hauts sommets dépassent les 7500 mètres. Le relief lunaire est aussi caractérisé par des étendues circulaires plus ou moins vastes et profondes appelées "cirques" et assez souvent pourvues d'un piton central. Leur origine est liée à l'activité volcanique qui à qui a présidé à la formation de la croûte lunaire ainsi qu'aux chutes de volumineuses météorites. Les séismographes ont révélé l'existence de tremblements fréquents, mais de faible intensité, de l'écorce lunaire. La température du noyau de notre satellite naturel avoisine les 1500 C. Voici la partie de la lune illuminée, l autre n est pas éclairée. 2/5 Arnaud Durussel et Florian Briant

3 Les phases de la Lune La Lune parcourt son orbite autour de notre planète d'ouest en est en 27 jours 7 heures et 43 minutes, à la vitesse de 1,02 km/s, mais une lunaison (laps de temps entre 2 nouvelles lunes) dure 29 jours 12 heures et 43 minutes à cause de la rotation de la Terre autour du Soleil. -Lors de la nouvelle Lune, cette dernière forme avec la Terre et le Soleil un angle (STL) presque nul (à 5 près au maximum). -Lors du premier et du dernier quartier de Lune, l'angle STL (Soleil-- Terre Lune) est un angle droit. -Lors de la pleine Lune, cet angle est presque un angle plat (à 5 près au maximum). -Lors des croissants de Lune, la lumière cendrée est due à la réflexion sur notre satellite naturel de la lumière solaire elle-même déjà réfléchie par la terre. Les éclipses Les éclipses de Soleil ou de Lune, au nombre de 42 chacune, se re produisent selon un cycle quasiment régulier de 18 ans et 11 jours, le cycle de Saros ou cycle chaldéen. Une éclipse se produit lorsque la Lune se trouve dans le plan de l'écliptique en étant traversée par la ligne droite qui relie le Soleil et la Terre. - L'éclipse totale ou annulaire du Soleil se produit au moment de la nouvelle Lune, c est-à-dire quand cette dernière se trouve entre le Soleil et la Terre. L angle STL formé par les trois astres est alors un angle nul. L'éclipse de Soleil est partielle quand l'angle formé par les trois astres n'est pas tout à fait nul ou suivant la position de l'observateur sur la Terre (latitude et longitude du lieu d'observation). - L'éclipse de Lune se produit au moment de la pleine Lune quand celle-ci se trouve à l'opposé du Soleil par rapport à la Terre dont l'ombre la cache alors totalement ou partiellement. L'angle STL est alors un angle plat, ou presque. 3/5 Arnaud Durussel et Florian Briant

4 Les marées Les marées sont dues principalement à l'attraction que la Lune et le Soleil exercent sur notre planète. C'est l'eau des océans, dont la densité est 5,5 fois moindre que celle de l'ensemble des autres constituants terrestres, qui présentent un renflement plus ou moins important selon les positions respectives de la Lune et du Soleil par rapport à la Terre. -Lors de la pleine Lune ou de la nouvelle Lune, les marées sont plus importantes (vives-eaux), tandis que lors des quartiers de Lune les marées sont faibles (mortes-eaux). Chaque jour (ou nuit), à cause de son propre mouvement de rotation autour de la Terre, la Lune ne retrouve sa même place sur la voûte céleste que 24 heures et 50 minutes plus tard. Ce décalage, plus précisément dû au changement de position de la Lune par rapport à la Terre, mais aussi par rapport au Soleil, explique les différences d'horaire et d'amplitude de la marée correspondante suivante en un lieu donné. (Cf. annuaire des marées). L'effet de la Lune est plus important quand elle est au périgée, augmentant ainsi de 20 % l'amplitude de la marée. D'autre part, à cause du frottement sur la croûte océanique de l'eau retenue sous la forme de deux bourrelets par l'attraction de la Lune et du Soleil, la rotation de la Terre sur elle-même s'en trouve ralentie, et le jour s'allonge d' 1/50 000ème de seconde toutes les 24 heures, soit 1 seconde tous les 136 ans. La principale conséquence est que notre satellite naturel s'éloigne actuellement de la Terre d' 1,20 mètre chaque année et que cet écart ne fait que s'accroître. Aujourd'hui, le système Terre Lune n'est plus ce qu'il était. Nous pouvons étendre cette réflexion d'homo sapiens à tout le système solaire, à toute la Voie Lactée et à toutes les galaxies que notre univers est principalement constitué. L'évolution à l'échelle du cosmos, illustrée par cette définition de l'astrophysicien Hubert Reeves comme étant "cette tendance mystérieuse et universelle de la matière à s'associer, à s'organiser, à se complexifier" nous conduit à essayer de répondre à la question suivante : Qu'est-ce que la matière? 4/5 Arnaud Durussel et Florian Briant

5 Les positions de la Lune Les positions de la Lune, exprimées en coordonnées astronomiques, sont mentionnées dans les éphémérides. Quelques points de repère suffisent néanmoins à la situer rapidement dans le ciel. Il faut savoir qu'elle se lève à l'est et se couche à l'ouest, sa trajectoire apparente n'étant guère différente de celle du Soleil; elle ne s'en écarte en effet que de 5 vers le nord ou le sud. La Lune se déplace d'ouest en est sur son orbite (en sens contraire du mouvement apparent de la voûte céleste) et son éloignement vers l'est par rapport au Soleil augmente chaque jour d'environ 12. Pour une première orientation, tenons compte de ces données et cherchons dans un calendrier ou dans les tables. Au Premier Quartier, la Lune se trouve à 90 à l'est du Soleil; elle se lève vers midi et se couche aux environs de minuit. A la Pleine Lune, elle se trouve à l'opposé du Soleil par rapport à la Terre, se lève le soir quand le Soleil se couche et nous éclaire toute la nuit. Au Dernier Quartier, elle se trouve à 90 à l'ouest du Soleil et se lève après minuit. Au Dernier Quartier, la Lune se lève après minuit et se couche vers midi. C'est encore par rapport au Soleil que nous pouvons calculer la hauteur de la trajectoire décrite par la Lune au-dessus de l'horizon et ses heures de lever et de coucher. Cette relation est mise en évidence sur la figure suivante; par souci de simplification, nous n'avons pas représenté l'inclinaison de l'orbite lunaire par rapport au plan de l'écliptique. Sur ce schéma sont figurées les hauteurs respectives du Soleil et des principales phases lunaires au-dessus de l'horizon au cours d'une année. Ainsi en mars, au début du printemps, la Pleine Lune et le Soleil rejoignent l'équateur céleste, atteignent une hauteur moyenne au-dessus de l'horizon, douze heures s'écoulant entre le lever et le coucher des deux astres. Le Premier Croissant et surtout le Premier Quartier de la Lune atteignent au printemps une position dans le ciel aussi élevée que celle du Soleil durant les plus longues journées d'été. En revanche, toujours au printemps, son Dernier Quartier et son Dernier Croissant occupent au dessus de l'horizon une position aussi basse que celle du Soleil durant les plus courtes journées d'hiver. Pour définir les conditions de visibilité de la Lune dans le ciel, il suffit donc de se référer aux conditions de visibilité du Soleil tout au long de l'année. La variation de la hauteur de la Lune au-dessus de l'horizon suit sensiblement celle du Soleil; la différence essentielle est que le Soleil met un an pour parcourir l'écliptique alors que la Lune ne met que 27,3 jours pour traverser le ciel de part en part. Par conséquent sa hauteur au-dessus de l'horizon varie autant, en l'espace d'une seule lunaison, que celle du Soleil en une année. Voilà la position de la lune par rapport à la terre. 5/5 Arnaud Durussel et Florian Briant