Luna

La Luna è l'unico satellite naturale della Terra e l'unico mondo al di fuori del nostro sul quale gli esseri umani abbiano camminato. Con un raggio di 1.737 km è poco più di un quarto della larghezza della Terra e, tra i pianeti del Sole, la luna più grande in rapporto al proprio pianeta ospite — abbastanza grande da far sì che alcuni scienziati descrivano la coppia Terra-Luna come un sistema doppio piuttosto che come un pianeta e il suo satellite. (Solo il pianeta nano Plutone, con la sua sovradimensionata luna Caronte, supera quel rapporto.)

Si trova a una distanza media di 384.400 km, abbastanza vicina da dominare il nostro cielo, muovere le maree oceaniche e stabilizzare l'inclinazione dell'asse terrestre nel corso dei tempi geologici. È anche abbastanza vicina da poter essere studiata con straordinario dettaglio: la Luna è l'unico corpo al di fuori della Terra da cui gli esseri umani abbiano riportato campioni di roccia, e dopo mezzo secolo è di nuovo al centro di un'ondata globale di esplorazione.

Nata da una collisione

La spiegazione principale dell'origine della Luna è l'ipotesi dell'impatto gigante. Circa 4,5 miliardi di anni fa, si ritiene che un protopianeta delle dimensioni di Marte — spesso chiamato Theia — abbia colpito la giovane Terra con un colpo di striscio, scagliando in orbita un disco di roccia vaporizzata che si è poi condensato formando la Luna. L'idea spiega bene perché la Luna abbia solo un piccolo nucleo di ferro, perché sia impoverita di elementi volatili, e perché le rocce lunari e terrestri condividano firme isotopiche dell'ossigeno quasi identiche, come se fossero state forgiate dallo stesso materiale.

Quella nascita violenta ha lasciato un corpo di 7,342 × 10²² kg — appena l'1,2% della massa terrestre — con una gravità superficiale pari a circa un sesto della nostra. È proprio questa gravità lieve, resa familiare dalle andature saltellanti degli astronauti dell'Apollo, a plasmare quasi ogni aspetto del comportamento della Luna.

Due volti: mari e altipiani

Anche a occhio nudo la Luna si divide in due tipi di terreno. Gli altipiani chiari e accidentati sono la crosta più antica, saturi di crateri da impatto che registrano oltre quattro miliardi di anni di bombardamento. Le pianure scure e più lisce sono i mari (in latino 'maria'), vasti bacini inondati da lava basaltica ricca di ferro perlopiù tra circa 3,9 e 1,2 miliardi di anni fa, quando roccia fusa risalì attraverso le fratture lasciate da impatti giganteschi.

Gli stessi crateri costituiscono una testimonianza duratura perché la Luna non ha quasi atmosfera né tettonica a placche in grado di cancellarli. Tycho, un giovane cratere raggiato largo circa 85 km negli altipiani meridionali, proietta luminose strisce di materiale espulso per quasi metà del lato visibile. Sul lato nascosto si trova il bacino Polo Sud-Aitken, una delle cicatrici da impatto più grandi e profonde conosciute in tutto il sistema solare.

Sincronizzata con la Terra

La Luna ruota sul proprio asse in 27,32 giorni — esattamente il tempo che impiega a compiere un'orbita attorno alla Terra. Questo blocco mareale è il motivo per cui vediamo sempre lo stesso lato visibile e mai, da terra, il lato nascosto. La sincronia non è una coincidenza ma lo stato finale di miliardi di anni di frenata mareale, che ha rallentato la rotazione della Luna finché rotazione e orbita non si sono allineate.

Poiché l'orbita della Luna è inclinata di circa 5,1° rispetto al percorso della Terra attorno al Sole, i due corpi di solito mancano le rispettive ombre — le eclissi avvengono solo quando una Luna nuova o piena capita vicino ai punti in cui quelle orbite si incrociano. L'orbita di 27,32 giorni è il mese siderale; il consueto ciclo delle fasi richiede più tempo, circa 29,5 giorni, perché nel frattempo la Terra si muove lungo la propria orbita e la Luna deve recuperare terreno rispetto al Sole.

Un mondo di estremi e ghiaccio nascosto

Con praticamente nessuna aria a trattenere o distribuire il calore, la superficie lunare oscilla da circa 127 °C sotto la luce solare diretta all'equatore fino a quasi −173 °C nell'oscurità. Quella stessa mancanza di atmosfera fa sì che il fondo di alcuni crateri polari, inclinati lontano dal Sole, non veda la luce del giorno da miliardi di anni. Queste regioni in ombra permanente sono tra i luoghi più freddi del sistema solare — e sono abbastanza fredde da intrappolare ghiaccio d'acqua.

La conferma di quel ghiaccio ha trasformato il valore strategico della Luna. L'acqua ghiacciata potrebbe fornire acqua potabile, ossigeno respirabile e propellente per razzi a idrogeno-ossigeno per gli equipaggi sulla superficie, trasformando i poli da curiosità scientifiche in potenziali stazioni di rifornimento per missioni più profonde nello spazio.

Irrequieta e in lento allontanamento

La Luna non è una lampada fissa nel cielo. Le misurazioni laser sui riflettori lasciati dagli equipaggi dell'Apollo mostrano che si allontana di circa 3,8 cm all'anno, mentre l'interazione mareale trasferisce l'energia rotazionale della Terra all'orbita della Luna — lo stesso scambio che sta molto gradualmente allungando la durata del nostro giorno. Nell'arco di centinaia di milioni di anni la Luna apparirà leggermente più piccola nel nostro cielo.

La sua gravità è anche il metronomo degli oceani, sollevando i due rigonfiamenti gemelli dell'alta marea che percorrono il pianeta mentre la Terra ruota sotto di essi. Su una scala temporale più lunga, l'attrazione stabilizzante della Luna mantiene l'inclinazione assiale della Terra — e quindi il suo clima — molto più stabile di quanto sarebbe altrimenti.

Da Apollo ad Artemis

La Luna è il mondo più visitato al di fuori della Terra. Tra il 1969 e il 1972, sei missioni Apollo fecero atterrare dodici astronauti vicino all'equatore, sul lato visibile, riportando 382 kg di rocce e suolo che ancora oggi sono alla base della nostra comprensione del sistema solare primordiale. Dopo decenni di relativa quiete robotica, il ritmo è tornato a intensificarsi: la missione indiana Chandrayaan-3 fece posare il suo lander Vikram vicino al polo sud nell'agosto 2023, e la missione cinese Chang'e 6 divenne la prima a riportare campioni dal lato nascosto nel giugno 2024, portando indietro quasi 2 kg di materiale dall'antico bacino Polo Sud-Aitken.

Il programma Artemis della NASA sta ora riportando equipaggi verso la Luna. Artemis II ha compiuto un sorvolo lunare con equipaggio nell'aprile 2026 — i primi astronauti a girare attorno alla Luna in oltre mezzo secolo — e la NASA sta preparando missioni successive volte a far atterrare esseri umani nella regione polare meridionale, ricca di risorse. Il globo di Temposia permette di ruotare la Luna per seguire i mari, i grandi raggi craterici e il terreno polare presi di mira da queste missioni.

Come osservare la Luna

Nessun altro oggetto ripaga così facilmente una prima occhiata al telescopio. La Luna è l'oggetto più luminoso del cielo notturno dopo il Sole, e il momento migliore per osservarla non è la Luna piena — quando la luce piatta e abbagliante nasconde i rilievi — ma i giorni intorno al primo e all'ultimo quarto. Lungo il terminatore, la linea che divide il giorno lunare dalla notte, la luce radente proietta ombre nette sui bordi dei crateri e sulle catene montuose, e persino un normale binocolo mostrerà i mari come distinte pianure grigie. Un piccolo telescopio rivela crateri singoli, i luminosi raggi di Tycho e la parete accidentata degli altipiani con nitidi dettagli.