La Lune
Physique
La Lune peut être considérée comme la petite sœur de Mercure, dont le diamètre vaut 1,4 fois celui de notre satellite naturel. L'aspect de leurs surfaces respectives est extraordinaire ment semblable, criblé de cratères dus à l'impact de météorites n'ayant pas été freinées dans leur chute du fait de l'absence d'atmosphère. Toutefois, leur intérieur diffère notablement car la densité de la Lune est seulement de 3,34 fois celle de l'eau, c'est-à-dire bien inférieure à celle de Mercure. Pourtant, la Lune est une compagne de la Terre loin d'être négligeable. Sa masse équivaut à 1/81 de la masse terrestre, alors que les satellites de Jupiter, Saturne ou Neptune, grands comme Mercure ou plus, ont une masse qui représente moins de 1/1000 de la masse de leur planète respective. La Lune tourne autour de la Terre en 29 jours 12 heures et 44 minute, c'est l'intervalle de temps entre deux nouvelles lunes successives. C'est un intervalle moyen, car du fait des perturbations causées par le Soleil au mouvement de la Lune, cette période, appelée «mois synodique» ou lunaison, varie de mois en mois.
Si, au lieu de prendre comme référentiel un corps mobile tel que la Terre en orbite autour du Soleil, nous considérons un référentiel fixe dans l'espace (tel qu'une étoile qui, à cause de son éloignement énorme, apparaît immobile), le même intervalle entre deux lunaisons constitue la «période sidérale», égale à 27 jours 7 heures et 43 minutes. La Lune décrit une orbite elliptique autour de la Terre ou, plus précisément, autour de leur centre de gravité commun (le barycentre du système Terre-Lune). Comme la Terre est 81 fois plus massive que la Lune, ce barycentre se situe à l'intérieur de la Terre à 4670 kilomètres de son centre. La distance moyenne Terre-Lune est de 384400 km - bien peu de chose en comparaison de la distance minimale de la planète la plus proche de la Terre, Vénus, qui est de 42 millions de kilomètres, ou de celle de Mars, de 56 millions de kilomètres. Le plan de l'orbite lunaire est incliné de presque 5 degrés par rapport au plan de l'écliptique. Lorsque la Lune se trouve en l'un des deux points, appelés «nœuds», de son orbite où cette dernière coupe l'écliptique, le Soleil, la Terre et la Lune sont parfaitement alignés. C'est alors la pleine lune. Dans un cas, la Lune, visible en journée, se trouve exactement entre le Soleil et la Terre et il y a une éclipse de Soleil par la Lune. Dans l'autre cas, la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune et, la nuit, nous assistons à une éclipse de Lune par la Terre; cette dernière traverse l'ombre de la Terre et se trouve progressivement obscurcie, mais elle ne devient pas totalement invisible car la lumière solaire qui se diffuse dans l'atmosphère terrestre l'éclairé plus ou moins faiblement. Du fait de la proximité de la Lune et de la Terre, l'attraction gravitationnelle de cette dernière a contraint la Lune à tourner sur elle-même avec une période égale à celle de sa révolution autour de la Terre. Aussi voit-on depuis la Terre toujours la même face de la Lune. En réalité, on en voit un peu plus, et ce pour plusieurs raisons : les pôles lunaires ne sont pas fixes dans l'espace mais sont animés d'un mouvement de précession autour du pôle de l'écliptique, dont le tour complet est accompli en 18 ans et deux tiers; en outre, l'orbite lunaire est elliptique. Le déplacement maximal du centre du disque lunaire, lorsque ces deux effets s'ajoutent, est de 10,5°. D'autres effets mineurs contribuent au phénomène qui, au total, permet de découvrir 59 % de la surface lunaire.