Présentation
La Lune est le seul satellite
naturel de la Terre.

Les romains l'appelaient Luna, les grecs Selene ou Artemis, et elle avait encore bien d'autres noms dans d'autres mythologies.
En raison de sa taille importante, la Lune est parfois considérée comme une planète tellurique avec Mercure, Vénus, la Terre et Mars.

La première sonde spatiale à visiter la Lune fut le vaisseau soviétique Luna 2 en 1959. La Lune est le seul corps extraterrestre à avoir été visitée par des humains. Le premier atterissage eu lieu le 20 juillet 1969 et le dernier en décembre 1972. Durant l'été 1994, la Lune fut entièrement cartographiée par la sonde Clementine.

Les forces gravitationnelles entre la Terre et la Lune provoquent des effets intéressants: une des plus manifeste est le phénomène des marées. L'attraction gravitationnelle de la Lune est plus importante sur le côté de la Terre le plus proche de la Lune et plus faible sur le côté opposé. La Terre n'étant pas totalement rigide (et plus particulièrement les océans), elle s'étire légèrement le long de la ligne Terre-Lune. De notre point de vue sur la Terre, on peut observer deux renflements, un dirigé dans la direction de la Lune et l'autre dans l'opposée. L'effet est plus important sur l'eau que sur la croûte solide et les renflements dans l'eau sont donc plus importants. De plus, le fait que la Terre tourne plus vite que la Lune ne parcourt son orbite, les renflements font un tour de Terre environ une fois par jour, ce qui donne deux marées par jour (marée haute et marée basse).

Mais la Terre n'est pas non plus totalement fluide; en effet, la rotation de la Terre entraîne les renflements et ceux-ci ne se situent plus directement dans l'axe Terre-Lune. Cela signifie que les forces entre la Terre et la Lune ne s'exercent pas exactement selon cet axe, ce qui produit une "torsion" de la Terre et une force d'accélération sur la Lune. La Terre ralentit son mouvement de rotation tandis que la Lune s'éloigne progressivement de la Terre. Cet effet est néanmoins imperceptible à l'échelle humaine: la Terre voit ainsi augmenter sa période de rotation de 1,5 millisecondes par siècle alors que la Lune s'éloigne de 3,5 centimètres par an. L'effet opposé se produit sur des satellites qui ont des orbites rétrogrades tels que Phobos et Triton.

La Lune montre toujours la même face à la Terre, on dit qu'elle est en rotation synchrone. Ce phénomène est encore dû à la force gravitationnelle entre la Terre et la Lune. En effet, tout comme la rotation de la Terre est actuellement ralentie par l'infuence de la Lune, celle de la Lune fut ralentie à une époque lointaine par l'action de la Terre mais l'effet fut beaucoup plus puissant. Quand la rotation de la Lune fut ralentie pour correspondre à sa période orbitale (pour que le renflement soit toujours dirigé vers la Terre), la Lune ne subit plus de torsion et une situation stable fut donc atteinte. Le même phénomène s'est produit pour la plupart des autres satellites du système solaire. Finalement, la rotation de la Terre finira par être ralentie pour correspondre à la période orbitale de la Lune, comme c'est déjà le cas avec Pluton et Charon.

En fait la Lune semble osciller un peu à cause de son orbite légèrement non-circulaire. On peut ainsi observer de temps en temps quelques degrés de la face cachée mais la majeure partie était complètement inconnue jusqu'à ce que la sonde soviétique Luna 3 la photographie en 1959.

La Lune ne possède pas d'atmosphère. De récentes observations effectuées par la sonde Clementine qui laissaient supposer qu'il aurait pu y avoir de l'eau sous forme de glace dans certains cratères proches des pôles de la Lune ont finalement été jugées peu concluantes. Mais il y a toujours la possibilité que la glace existe mélangée à de la poussière lunaire.

La croûte lunaire est épaisse en moyenne de 68 km et varie de 0 km sous la Mare Crisium à 107 km au nord du cratère Korolev sur la face cachée de la Lune. En dessous de la croûte se trouve un manteau et peut-être un petit noyau. Toutefois, contrairement au manteau terrestre, celui de la Lune est seulement partiellement fondu. Curieusement, le centre de masse de la Lune est décalé de son centre géométrique d'environ 2 km dans la direction de la Terre. De plus, la croûte est plus mince sur la face lunaire la plus proche de la Terre.

On peut trouver principalement deux types de terrains lunaires:
Les énormes cratères (et très vieilles régions montagneuses) et les relativement lisses et plus jeunes mers.
Les mers (qui constituent 16% de la surface lunaire) sont d'énormes cratères d'impacts de météores qui furent ensuite fondus par de la lave en fusion. La plus grande partie de la surface est recouverte de régolite, un mélange de fine poussière et de débris de roches produits par des impacts de météores. Pour des raisons inconnues, les mers sont concentrées sur la face visible.

En plus des formes caractéristiques observables sur sa surface, la Lune présente aussi sur sa face cachée un cratère de 2250 km de diamètre et 12 km de profondeur ce qui lui vaut le titre de cratère d'impact le plus gros du système solaire.

382 kg d'échantillons de roches lunaires ont été ramenées par les programmes Apollo et Luna. La plupart de nos connaissances détaillées de la Lune ont été extrapolées à partir de ces échantillons. Des scientifiques continuent encore aujourd'hui à étudier ces précieuses roches.

La plupart des roches de la surface lunaire semblent êtres âgées de 4,6 à 3 milliards d'années. C'est une correspondance fortuite avec l'âge des plus vieilles roches terrestres qui sont rarement plus âgées que 3 milliards d'années. La Lune nous fournit ainsi des données sur la jeunesse du système solaire.

Avant l'étude des échantillons de roches ramenés par les vaisseaux Apollo, il n'y avait aucun consensus sur l'origine de la Lune.
3 principales théories étaient alors proposées :

• La co-accrétion qui postulait que la Lune et la Terre ont été formées en même temps à partir de la nébuleuse solaire
• la fission qui établissait que la Terre de par une rapide rotation ait donné naissance à la Lune par division
• la capture qui considérait que la Lune a été formé quelque part ailleurs et fut par la suite capturée par la Terre.

Cependant, les informations recueillies à partir des échantillons de roches lunaires accréditent la théorie de l'impact :
La Terre aurait été percutée par une énorme météorite (au moins aussi grosse que Mars) et la Lune se serait formée à partir des matières éjectées lors de l'impact.Il reste quelques détails à régler dans la théorie mais elle est tout de même aujourd'hui largement acceptée.

La Lune ne possède pas de champ magnétique. Néanmoins, certaines roches en surface présentent un magnétisme rémanent qui semblent indiquer que la Lune a pu avoir un champ magnétique il y a longtemps.

Sans atmosphère et sans champ magnétique, la surface lunaire est exposée directement au vent solaire. Depuis 4 milliards d'années, de nombreux ions d'hydrogène du vent solaire se sont enfoncés dans la régolite. Ainsi, les échantillons de régolite récupérés par les missions Apollo se sont avérés très importants pour l'étude du vent solaire. Cet hydrogène lunaire pourra aussi peut-être être utilisé un jour comme carburant pour des fusées.