Movimiento de rotación

  La Luna gira sobre sí misma y le presenta a la Tierra constantemente el mismo hemisferio. Esta rotación dura un tiempo igual al de una revolución sideral de la Luna. La inclinación del eje de rotación es de 88,3° con respecto al plano de la eclíptica, la duración de la rotación de la Luna es exactamente igual a la de su traslación alrededor de la Tierra. Al desplazarse en torno del Sol, la Tierra arrastra a su satélite y la forma de la trayectoria que ésta describe es una curva de tal naturaleza que dirige siempre su concavidad hacia el Sol. La velocidad con que la Luna se desplaza en su órbita es de 1 km/s.

Secuencia de imágenes donde podemos apreciar el movimiento de libración lunar

  Debido a la excentricidad de la órbita lunar, la inclinación del eje de rotación de la Luna con respecto al plano de la eclíptica y al movimiento de rotación de la Tierra en el curso de una revolución sideral, se logra ver una extensión superficial mayor que la de un hemisferio del satélite, como si estuviese animado de ligeros balanceos de este a oeste y de norte a sur. Estos movimientos aparentes se conocen con el nombre de libraciones y son tres, libraciones en longitud, libraciones en latitud y libración diurna.

  Planeta doble

  La Luna por su tamaño es el sexto satélite del Sistema Solar. No obstante si se adopta como criterio de comparación el cociente de masas con su planeta resulta que Ganímedes es 1/12.500 de la masa de Júpiter, Titán es 1/4.700 la masa de Saturno y la Luna es 1/81,3 la masa de la Tierra. De ésta manera se podría considerar el sistema Tierra-Luna como un sistema binario. Algunos científicos denominan al sistema Tierra-Luna como planeta doble, debido al desmesurado tamaño que presenta el satélite con relación al planeta, de sólo 81 veces menor masa, es decir sólo 3,6 veces menor que la Tierra (si el planeta fuese del tamaño de una pelota de baloncesto, la Luna sería como una pelota de tenis).

Representación a escala del tamaño de la Tierra y la Luna

  Así, cuando se dice que la Tierra describe una elipse en torno al Sol, en realidad se debe decir que la órbita la describe el centro del sistema Tierra-Luna. Ambos astros, unidos por un eje invisible, forman algo así como una haltera disimétrica que gira en torno a su centro de gravedad. Debido a que la masa de la Tierra es muy superior a la de la Luna, ese centro, denominado baricentro, que divide a la masa común en dos partes iguales, está situada en el interior del globo terrestre, a unos 4.683 km de su centro. Así, 26 veces al año, la Luna pasa alternativamente de uno al otro lado de la órbita terrestre. De esas consideraciones, se desprende que los movimientos de la Luna son mucho más complejos de lo que se supone, siendo necesario para determinar con exactitud los movimientos reales de la Luna tener en cuenta nada menos que 1.475 irregularidades en los movimientos lunares diferentes y que incluyen las perturbaciones de su órbita debidas a la atracción ejercida por los demás astros del sistema solar, especialmente Venus (el más cercano) y Júpiter (el de mayor masa), así como entre otros la aceleración secular del movimiento de la Luna.

  Órbita de la Luna

  La órbita de la Luna es especialmente compleja. La razón es que la Luna esta suficientemente lejos de la Tierra (384.400 km en promedio) que la fuerza de gravedad ejercida por el Sol es significante. Dada la complejidad del movimiento, los nodos de la Luna, no están fijos, sino que dan una vuelta en 18,6 años. El eje de la elipse lunar no está fijo y el apogeo y perigeo dan una vuelta completa en 8,85 años. La inclinación de la órbita varía entre 5º y 5º 18’. De hecho, para calcular la posición de la Luna con exactitud hace falta tener en cuenta por lo menos varios cientos de términos.

  Eclipses lunares

  Se deben a una extraordinaria casualidad. El Sol es 400 veces más grande pero también está 400 veces más lejos, de modo que ambos tienen aproximadamente el mismo tamaño angular. La Luna en un eclipse lunar puede contener hasta tres veces su diámetro dentro del cono de sombra causado por la Tierra. Por el contrario en un eclipse solar la Luna apenas tapa al Sol (eclipse total) y en determinadas parte de su órbita, cuando está más distante no llega a ocultarlo del todo, dejando una franja anular (eclipse anular). La complejidad del movimiento lunar dificulta el cálculo de los eclipses y se tiene que tener presente en la periodicidad en que éstos se producen (Periodo Saros).

Animación del eclipse lunar del 03/03/200/ y serie de fotografias -Planetario de Madrid-

  Tipos de eclipses lunares

Esquema de los distintos tipos de eclipses lunares

  Total: Cuando la Luna se encuentra totalmente dentro del cono de sombra (L2). Sucederá un eclipse total cuando nuestro satélite penetre completamente en el cono de sombra proyectado por la umbra de la Tierra en el espacio, cuyo diámetro es de aproximadamente 9.200 kilómetros con una longitud media es de 1.420.000 km. La duración de un eclipse total de Luna puede llegar a 1 hora y 47 minutos como máximo, debido a que el diámetro de la sombra terrestre a la distancia Tierra-Luna puede superar hasta en 2,8 veces el diámetro de la Luna. El oscurecimiento de la Luna por efecto de su entrada en el cono de sombra de la Tierra casi nunca es completo, porque el cono de sombra no está totalmente oscuro, sino que conserva una tenue luz rojiza que le confiere a nuestro satélite un color cobrizo.

  Parcial: cuando la Luna se encuentra sólo parcialmente dentro del cono de sombra (L1). En este tipo de fenómenos, sólo una parte de la superficie lunar será eclipsada, y por lo tanto se oscurecerá, mientras el resto conserva su luminosidad. Dependiendo del porcentaje de superficie lunar que sea eclipsada por la umbra de la Tierra, así será la magnitud de los eclipses lunares. Si el porcentaje eclipsado es del 75%, se dirá que la magnitud del eclipse es de 0,75. Si el eclipse sucede atravesando totalmente la Luna el cono de umbra de la Tierra, el porcentaje de oscurecimiento será por lo tanto máximo, siendo su valor de 1,84, que es el resultado de dividir 6.400 entre 3.476 (es decir la distancia entre el borde del disco lunar que entra primero en la umbra y el borde del disco de la propia umbra).

  Penumbral: cuando la Luna se encuentra parcial o totalmente dentro de la corona penumbral que rodea a la zona de sombra (L3). El tipo de eclipse lunar no depende del observador y es igualmente visible mientras la Luna sea visible para el observador por estar por arriba del horizonte.

  Eclipses lunares

  Durante el año puede que no suceda ni un sólo eclipse lunar, pudiendo acontecer por el contrario hasta un máximo de 2 ó 3 eclipses. Suceden tres eclipses lunares en un mismo año cuando el primero de ellos tiene lugar poco tiempo después del primero de enero, sucediendo el segundo a final de junio y el tercero a finales de diciembre, es decir 354 días después del primero, duración que contienen 12 meses sinódicos. El estudio de este tipo de fenómenos sirve para realizar mediciones astrométricas de precisión además de para verificar, mediante el estudio de los momentos de contacto entre el disco de la Luna y el cono de sombra, las condiciones atmosféricas de nuestro planeta. La coloración de los conos de sombra, así como su densidad, están muy influidos por la presencia de polvo en suspensión y por la concentración de ozono.

  Tabla de eclipses lunares desde 2004 a 2020:

  Atmósfera

  La Luna tiene una atmósfera casi insignificante, debido a la baja gravedad, incapaz de retener moléculas de gas en su superficie. La totalidad de su composición aún se desconoce. El programa Apollo identificó átomos de helio y argón, y más tarde (en 1988), observaciones desde la Tierra añadieron iones de sodio y potasio. La mayor parte de los gases en su superficie provienen de su interior.

  La agitación térmica de las moléculas de gas viene inducida por la radiación solar y por las colisiones aleatorias entre las propias partículas atmosféricas. En la atmósfera terrestre las moléculas suelen tener velocidades de cientos de metros por segundo pero excepcionalmente algunas logran alcanzar velocidades de 2.000 a 3.000 m/s. Dado que la velocidad de escape es de, aproximadamente, 11.200 m/s éstas nunca logran escapar al espacio. En la Luna, por el contrario, al ser la gravedad seis veces menor que en nuestro planeta, la velocidad de escape es asimismo menor, del orden de 2.400 m/s. Podemos deducir entonces que si la Luna tuvo antaño una atmósfera, las moléculas más rápidas pudieron escapar de ella, para, según una ley de la teoría cinética de los gases, inducir a las restantes a aumentar su velocidad acelerando así el proceso de pérdida atmosférica. Se calcula que la desaparición completa de la hipotética atmósfera lunar debió realizarse a lo largo de varios centenares de millones de años.

La superficie lunar -JMJLFC-

  La ausencia de atmósfera en nuestro satélite obliga a los astronautas a disponer de equipos autónomos de suministro de gases, conocidos como P.L.S.S. en sus paseos por la superficie. Asimismo, al no existir un manto protector, las radiaciones ultravioleta y los rayos gamma emitidos por el Sol bombardean la superficie lunar, siendo necesario contar con trajes protectores especiales que eviten sus efectos nocivos.

  Para la tenue atmósfera lunar cualquier pequeño cambio puede ser importante. La sola presencia de los astronautas altera localmente su presión y su composición al enriquecerla con los gases expirados por ellos y por los que se escapan del módulo lunar cada vez que se efectúa una EVA. Existe el temor de que los gases emitidos por las naves que en la década del setenta aterrizaron en la Luna hayan creado una polución o contaminación de igual masa a la de su atmósfera nativa. Aunque estos gases ya deben haber desaparecido en su mayoría, aún hay una preocupación de que queden restos que impidan investigar sobre la atmósfera real de la Luna.

Foto de la Luna -JMJLFC- y crater Copernicus -enluce-

  La atmósfera lunar recibe también aportaciones de partículas solares durante el día, mientras que por la noche esas partículas dejan de arribar. Durante la noche lunar, la presión puede bajar hasta no ser más que de 2 billonésimas partes de la atmósfera terrestre, subiendo durante el día hasta las 8 billonésimas partes, demostrando así que la atmósfera lunar no es una atmósfera permanente, sino una concentración de partículas dependiente del medio exo-lunar.

  La ionosfera que rodea a nuestro satélite, se diferencia de la terrestre en el escaso número de partículas ionizadas, así como de la presencia de electrones poco energéticos que, arrancados del suelo de la Luna, son emitidos al espacio por el impacto de los rayos solares. Actualmente, se ha podido determinar la existencia de una cola de sodio compuesta por vapores que se desprenden de nuestro satélite de forma similar a como lo hacen los gases de los cometas.

  La ausencia de aire, y en consecuencia de vientos, impide que se erosione la superficie y que transporte tierra y arena, alisando y cubriendo sus irregularidades. Debido a la ausencia de aire no se transmite el sonido. La falta de atmósfera también significa que la superficie de la Luna no tenga ninguna protección con respecto al bombardeo esporádico de cometas y asteroides. Además, una vez que se producen los impactos de éstos, los cráteres que resultan prácticamente no se degradan a través del tiempo por la falta de erosión.

  La exploración lunar

Sonda Soviética Lunik 1

  El Programa Lunik de la antigua Unión Soviética tuvo por objetivo llegar con naves no tripuladas a la Luna. El Lunik 3 logró fotografiar la cara oculta, Lunik 9 logró posarse suavemente, Lunik 10 orbitó por primera vez la Luna. Dos vehículos Lunahod lograron pasearse por su superficie y tras el alunizaje del Apollo 11 tripulado, las naves Lunik 16, Lunik 20 y Lunik 24 trajeron unos pocos cientos de gramos de polvo lunar a la Tierra.

Sondas de la NASA Ranger 1 y Lunar Orbiter

  El programa Ranger estadouniense estrellaba sus naves contra la Luna para lograr con sus cámaras fotos detalladas. Sólo Ranger 7, 8 y 9 lograron su objetivo. El programa Lunar Orbiter puso cinco naves no tripuladas en órbita lunar entre los años 1966-1967 para cartografiarla y ayudar al Programa Apollo para poner un hombre en la Luna, hito histórico que se logró con la llegada del Apollo 11 el 21 de julio de 1969 y que se retransmitió a todo el planeta desde las instalaciones del MDSCC en Robledo de Chavela (Madrid, España) pertenecientes a la Red del Espacio Profundo. «Sin las vitales comunicaciones mantenidas entre el Apolo XI y la estación madrileña de Robledo de Chavela, nuestro aterrizaje en la Luna no habría sido posible», afirmó Neil Armstrong. Después se sucedió el programa Surveyor, que tras el Lunik 9 logró alunizajes suaves de naves no tripuladas.

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  Las naves estadounidenses Clementine, Lunar Prospector, la japonesa Hiten y la europea Smart 1 han representado una vuelta a la Luna, abandonada desde 1973. Intentan detectar la presencia de vapor de agua mezclado con polvo lunar y procedente de cometas que se han estrellado cerca de los polos lunares en cráteres donde nunca son iluminados por el Sol.

Representación artística de la sonda Smart 1 en camino hacia la Luna -ESA-

  En septiembre de 2005, la NASA (Agencia Espacial Estadounidense) anuncia el proyecto de un nuevo viaje tripulado a nuestro satélite, programado para el año 2018.

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Ultima actualización; 29/04/2007