La luna: cosa ne sappiamo

La NASA sta sviluppando il programma Artemis per tornare sulla Luna. Ma cosa abbiamo imparato sul nostro satellite naturale dal precedente programma Apollo, svoltosi ormai 50 anni fa?

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La Luna è l’unico satellite naturale coerente della Terra. Ha un diametro di circa 3.475 chilometri ed è perciò più grande del pianeta nano Plutone. La Luna è grande solo un quarto della Terra ma ha una densità inferiore, il che significa che la gravità sulla Luna è solo lo 0,17 di quella della Terra. Significa che qualcosa che sulla Terra pesa 100 chili, sulla Luna peserà meno di 17 chili.

Come si è formata la Luna?

La teoria principale su come si sia formata la Luna ipotizza che sia nata circa 4,5 miliardi di anni fa, non molto tempo dopo la nascita del sistema solare, avvenuta circa 95 milioni di anni prima. Intorno a quel momento, ipotizzano gli astronomi, la Terra primitiva fu colpita da un corpo celeste vagante, grande più o meno come Marte, soprannominato Theia. Lo schianto tra i due pianeti avrebbe fuso gran parte della roccia di cui erano composti, spazzando via l’atmosfera e proiettando nello spazio una gran quantità di frammenti che sarebbero entrati in orbita intorno alla Terra, aggregandosi poi intorno ad un nucleo e finendo per formare la Luna.


Alcuni astronomi hanno proposto modifiche a questa ipotesi, come la possibilità che la proto-Terra sia stata trasformata in una ciambella di roccia fusa chiamata sinestia dopo che l’impatto con Theia sviluppò un calore tale da fondere la roccia. Successivamente, mentre la ciambella spaziale si raffreddava, il materiale ai bordi esterni si fuse in piccoli “moonlets” che, man mano, si unirono finendo per formare la Luna stessa. Una teoria ancora più strana suggerisce che la Luna fosse in origine in orbita intorno a Venere e che la sua attuale presenza in orbita intorno alla Terra dipenda da un vero e proprio scippo cosmico effettuato dal nostro pianeta ai danni di Venere.

Qualunque sia la sua origine, la Luna viaggia con il nostro pianeta da miliardi di anni e da quando è apparso l’uomo si è guadagnata diversi nomi. La parola latina per il nostro satellite è Luna, i greci la chiamavano Selene.

Quanto dista la Luna dalla Terra?

La luna ci appare in cielo come il secondo oggetto più luminoso dopo il sole. Non brilla, però, di luce propria, la sua luce è il riflesso di quella che riceve dal Sole. La luna orbita in media a 384.400 km dal nostro pianeta, una distanza che, per via degli effetti gravitazionali, la tiene bloccata rivolgendo sempre la stessa faccia al nostro pianeta.

Questa distanza fa anche in modo che le attrazioni reciproche tra la Luna e la Terra abbiano anche altri effetti: Ad esempio, la gravità lunare ha degli effetti sugli oceani del nostro pianeta, che sono trascinati dalla gravità della luna che si alzano e si abbassano regolarmente nelle sequenze che chiamiamo maree. L’alta marea si verifica sul lato della Terra più vicino all’attrazione gravitazionale della Luna, ma, per inerzia, agisce anche  sull’altro lato del nostro pianeta.

La luna brilla nel cielo notturno della Terra, riflettendo la luce del sole. – (Credito: Viacheslav Lopatin / Shutterstock)

La superficie della Luna

Sulla faccia della luna si possono vedere tratti grandi e scuri. Questi sono conosciuti come “mari”, poiché una volta si credeva fossero, appunto, letti di grandi mari lunari. Oggi, i ricercatori sanno che queste aree si sono formate sulla crosta lunare miliardi di anni fa, quando la lava scorreva sulla superficie lunare.

Il volto della luna è anche punteggiato da innumerevoli crateri, il risultato di miliardi di anni di impatti con meteore ed asteroidi. Poiché la luna non ha quasi atmosfera e sulla sua crosta non agisce la tettonica a zolle attive, l’erosione non può cancellare queste cicatrici, che persistono anche molto tempo dopo l’evento che le ha formate.

Sul lato lontano della Luna si trova il Bacino del Polo Sud-Aitken, una grande depressione da impatto larga 2.500 km e profonda 13 km che è tra le più antiche e profonde delle molte imperfezioni della luna. Gli scienziati stanno ancora cercando di capire come si sia formata.

La superficie lunare è composta per circa il 43% di ossigeno, il 20% di silicio, il 19% di magnesio, il 10% di ferro, il 3% di calcio, il 3% di alluminio, lo 0,42% di cromo, lo 0,18% di titanio e lo 0,12% di manganese.

Si ritiene che esistano tracce di acqua esistano nelle regioni oscure ai suoi poli, che potrebbero essere sfruttate durante le future esplorazioni.

La crosta lunare è mediamente profonda 70 km e si ritiene che il suo manto roccioso abbia uno spessore di circa 1.330 km. La Luna è per lo più fatta di rocce ricche di ferro e magnesio. Il suo nucleo relativamente piccolo costituisce solo dall’1% al 2% della sua massa ed è largo circa 680 km.

L’atmosfera della Luna

Un’atmosfera estremamente sottile di gas ricopre la luna, con una densità di solo 100 molecole per centimetro cubo. Per capire, l’atmosfera terrestre a livello del mare ha circa un miliardo di miliardi di volte più molecole per centimetro cubo. La massa totale di tutti i gas lunari è di circa 25.000 chilogrammi.

L’atmosfera della luna contiene argon-40, elio-4, ossigeno, metano, azoto, monossido di carbonio, anidride carbonica, sodio, potassio, radon, polonio e persino minuscole quantità di acqua. Alcuni di questi elementi provengono dal degassamento avvenuto mentre la Luna si raffreddava. Altri provengono dalle comete.

La polvere lunare è composta da frammenti estremamente sottili di vetro vulcanico sbriciolati dall’azione di micrometeoriti. La sottile atmosfera lunare rende questi frammenti quasi mai erosi e quindi la polvere sulla luna è caustica, intasando l’attrezzatura e le cerniere che gli astronauti dell’Apollo hanno portato sulla luna, oltre ad essere probabilmente piuttosto tossica per la salute umana.

Molecole d’acqua si staccano dalla superficie della luna quando fa troppo caldo e galleggiano verso le aree più fredde della sua superficie e l’atmosfera sottile. (Credito: Goddard Space Flight Center della NASA / Scientific Visualization Studio)

Esplorazione della Luna

La Luna è stata il principale obiettivo dell’esplorazione umana all’inizio dell’era spaziale e rimane l’unico corpo oltre la Terra su cui gli umani hanno messo piede. Lo storico programma Apollo della NASA ha portato per la prima volta esseri umani sulla superficie lunare il 20 luglio 1969.

Gli strumenti posizionati sulla Luna dalle missioni Apollo hanno fornito agli scienziati una grande quantità di dati, informandoli, ad esempio, che la Luna si sta allontanando dalla Terra di circa 3,8 cm all’anno e che sulla Luna avvengono numerosi terremoti originati dalla rottura di crepe simili a scogliere sulla superficie lunare. Gli astronauti dell’Apollo hanno anche riportato sulla Terra 382 kg di rocce lunari, i cui campioni sono ancora in fase di studio ai giorni nostri.

Anche sonde automatiche russe e cinesi sono sbarcate sulla Luna e numerosi orbiter si sono alternati nell’osservarla dall’alto. Recentemente, sia India che Israele hanno cercato di far scendere dei lander sulla superficie della luna, ma entrambi i tentativi si sono conclusi con un fallimento.

Attualmente, la NASA sta sviluppando il programma Artemis per ritornare sulla Luna entro il 2024, con l’obbiettivo di utilizzare il nostro satellite come punto di lancio per missioni umane verso Marte.