Luna

La Unión Astronómica Internacional (UAI) llama al satélite de la Tierra "la Luna", con mayúscula. ^{[ 33 ]} Otros satélites naturales de planetas se llaman "lunas", con minúscula. ^{[ 34 ]} Históricamente, la Luna se ha identificado como un planeta clásico , en el sentido original de un objeto errante en el cielo. Cuando Galileo descubrió satélites que orbitaban Júpiter, los llamó "lunas" porque, al igual que la Luna, pueden considerarse planetas que orbitan otro planeta. ^{[ 35 ] : 7} Algunos expertos sostienen una definición geofísica que clasifica las lunas como planetas que orbitan el Sol mientras orbitan incidentalmente otro planeta. ^{[ 35 ] : 25} Algunos han sugerido que la Tierra y la Luna forman un sistema planetario doble , ^{[ 36 ] : 70} pero la mayoría de los científicos coinciden en que esto requeriría que el baricentro orbital se encuentre fuera de la Tierra, lo cual no sucede. ^{[ 37 ]}

La datación isotópica de muestras lunares sugiere que la Luna se formó alrededor de 50  millones de años después del origen del Sistema Solar . ^{[ 38 ] [ 39 ]} Históricamente, se han propuesto varios mecanismos de formación, ^{[ 40 ]} pero ninguno explica satisfactoriamente las características del sistema Tierra-Luna. Una fisión de la Luna de la corteza terrestre por fuerza centrífuga ^{[ 41 ]} requeriría una velocidad de rotación inicial de la Tierra demasiado grande. ^{[ 42 ]} La captura gravitacional de una Luna preformada ^{[ 43 ]} depende de una atmósfera terrestre inviablemente extendida para disipar la energía de la Luna en paso. ^{[ 42 ]} Una coformación de la Tierra y la Luna juntas en el disco de acreción primordial no explica el agotamiento de metales en la Luna. ^{[ 42 ]} Ninguna de estas hipótesis puede explicar el alto momento angular del sistema Tierra-Luna. ^{[ 44 ]}

La teoría predominante es que el sistema Tierra-Luna se formó después de un impacto gigante de un cuerpo del tamaño de Marte (llamado Theia ) con la proto-Tierra . El impacto oblicuo lanzó material a la órbita alrededor de la Tierra y el material se acumuló y formó la Luna ^{[ 45 ] [ 46 ]} justo más allá del límite de Roche de la Tierra de ~2,56 R _🜨  . ^{[ 47 ]}

Se cree que los impactos gigantes fueron comunes en el Sistema Solar primitivo. Las simulaciones por computadora de impactos gigantes han producido resultados consistentes con la masa del núcleo lunar y el momento angular del sistema Tierra-Luna. Estas simulaciones muestran que la mayor parte de la Luna se derivó del impactador, en lugar de la proto-Tierra. ^{[ 48 ]} Sin embargo, modelos de 2007 y posteriores sugieren una fracción mayor de la Luna derivada de la proto-Tierra. ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]} Otros cuerpos del Sistema Solar interior, como Marte y Vesta, tienen, según los meteoritos encontrados en ellos, composiciones isotópicas de oxígeno y tungsteno muy diferentes en comparación con la Tierra. Sin embargo, la Tierra y la Luna tienen composiciones isotópicas casi idénticas. La igualación isotópica del sistema Tierra-Luna podría explicarse por la mezcla posterior al impacto del material vaporizado que formó ambos, ^{[ 53 ]} aunque esto es objeto de debate. ^{[ 54 ]}

El impacto habría liberado suficiente energía para licuar tanto los materiales eyectados como la corteza terrestre, formando un océano de magma. Los materiales eyectados licuados podrían haberse reincorporado al sistema Tierra-Luna. ^{[ 55 ] [ 56 ]} La Luna recién formada habría tenido su propio océano de magma ; su profundidad se estima entre 500 km (300 millas) y 1737 km (1079 millas) . ^{[ 55 ]}  

Aunque la teoría del impacto gigante explica muchas líneas de evidencia, algunas preguntas siguen sin resolverse, la mayoría de las cuales involucran la composición de la Luna. ^{[ 57 ]} Los modelos que muestran que la Luna adquirió una cantidad significativa de la proto-Tierra son más difíciles de conciliar con los datos geoquímicos de los isótopos de circonio, oxígeno, silicio y otros elementos. ^{[ 58 ]} Un estudio publicado en 2022, utilizando simulaciones de alta resolución (hasta10 ⁸ partículas), descubrieron que los impactos gigantes pueden colocar inmediatamente un satélite con una masa y un contenido de hierro similares a los de la Luna en una órbita muy fuera del límite de Roche de la Tierra . Incluso los satélites que inicialmente pasan dentro del límite de Roche pueden sobrevivir de manera confiable y predecible, al ser parcialmente despojados y luego girados hacia órbitas más amplias y estables. ^{[ 59 ]}

El 1 de noviembre de 2023, los científicos informaron que, según simulaciones por computadora, podrían existir restos de Theia dentro de la Tierra. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

La Luna recién formada se asentó en una órbita terrestre mucho más cercana a la actual. Por lo tanto, cada cuerpo parecía mucho más grande en el cielo del otro, los eclipses eran más frecuentes y los efectos de las mareas eran más fuertes. ^{[ 62 ]} Debido a la aceleración de las mareas , la órbita de la Luna alrededor de la Tierra se ha vuelto significativamente mayor, con un período más largo. ^{[ 63 ]}

Tras su formación, la Luna se enfrió y perdió la mayor parte de su atmósfera . ^{[ 64 ]} Desde entonces, la superficie lunar ha sido moldeada por grandes impactos y muchos impactos menores, formando un paisaje con cráteres de todas las edades.

La Luna fue volcánicamente activa hasta  hace 1200 millones de años, lo que dio origen a los prominentes mares lunares . La mayoría de los basaltos de los mares entraron en erupción durante el período Imbriano ,  hace entre 3300 y 3700 millones de años, aunque algunos tienen tan solo 1200  millones de años ^{[ 65 ]} y otros hasta 4200 millones de años ^{[ 66 ]}  . La distribución de los basaltos de los mares es desigual, apareciendo predominantemente en el hemisferio visible de la Luna. Aún se desconocen las razones de esto, aunque se hipotetiza que el menor espesor de la corteza en el lado visible de la Luna es un factor ^{[ 67 ]} . Las causas de la distribución de las tierras altas lunares en el lado oculto tampoco se comprenden bien. Las mediciones topológicas muestran que la corteza en el lado visible es más delgada que en el lado oculto. Una posible explicación es que los grandes impactos en el lado visible podrían haber facilitado el flujo de lava hacia la superficie ^{[ 68 ] .}

Los períodos geológicos lunares reciben su nombre de sus características distintivas, desde la mayoría de los cráteres de impacto fuera del mar oscuro , pasando por el mar y los cráteres posteriores, hasta llegar a los cráteres jóvenes, aún brillantes y, por lo tanto, fácilmente visibles, con sistemas de rayos como Copérnico o Tycho .

En cinco mil millones de años, la Luna se habrá alejado un 40 % más de la Tierra de lo que está ahora. Sin embargo, unos dos o tres mil millones de años después, el Sol se habrá convertido en una gigante roja . Suponiendo que el Sol envuelva el sistema Tierra-Luna, la consiguiente resistencia atmosférica solar podría provocar que la distancia orbital entre la Tierra y la Luna disminuya hasta el punto en que la Luna se acerque al límite de Roche de la Tierra , lo que la llevaría a desintegrarse. ^{[ 69 ]}

La Luna es el quinto satélite natural más grande (por tamaño y masa) del Sistema Solar. Se clasifica como una luna de masa planetaria , lo que la convierte en un planeta satélite según las definiciones geofísicas del término . ^{[ 18 ]} Es más pequeña que Mercurio , pero considerablemente más grande que el planeta enano más grande del Sistema Solar, Plutón . La Luna es el satélite natural más grande del Sistema Solar en relación con su planeta principal . ^{[ g ] [ h ] [ 72 ]}

El diámetro de la Luna es de unos 3500  km, más de una cuarta parte del de la Tierra, y la cara de la Luna es comparable al ancho de la Australia continental , ^{[ 73 ]} Europa o los Estados Unidos contiguos . ^{[ 74 ]} La superficie total de la Luna es de unos 38  millones de kilómetros cuadrados, comparable a la de toda América , ^{[ 75 ]} y las áreas de los hemisferios lunares son comparables a las áreas de América del Norte y América del Sur .

La masa de la Luna es 1/81 de la de la Tierra, ^[ 76 ^] siendo la segunda más densa entre las lunas planetarias y teniendo la segunda mayor gravedad superficial , después ^de Io , en0,1654 g  y una velocidad de escape de 2,38 km/s ( 8600 km /h; 5300 mph ) .   

La Luna es un cuerpo diferenciado que inicialmente se encontraba en equilibrio hidrostático, pero que desde entonces se ha alejado de esta condición. ^{[ 77 ]} Posee una corteza , un manto y un núcleo geoquímicamente distintos . La Luna tiene un núcleo interno sólido rico en hierro con un radio posiblemente tan pequeño como 240 kilómetros (150 mi) y un núcleo externo fluido compuesto principalmente de hierro líquido con un radio de aproximadamente 300 kilómetros (190 mi) . Alrededor del núcleo se encuentra una capa límite parcialmente fundida con un radio de unos 500 kilómetros (310 mi) . ^{[ 78 ] [ 79 ]} Se cree que esta estructura se desarrolló a través de la cristalización fraccionada de un océano de magma global poco después de la formación de la Luna hace 4.500 millones de años. ^{[ 80 ]}    

La cristalización de este océano de magma habría creado un manto máfico a partir de la precipitación y el hundimiento de los minerales olivino , clinopiroxeno y ortopiroxeno ; después de que aproximadamente tres cuartas partes del océano de magma hubieran cristalizado, los minerales de plagioclasa de menor densidad podrían formarse y flotar en una corteza superior. ^{[ 81 ]} Los líquidos finales en cristalizar habrían estado inicialmente intercalados entre la corteza y el manto, con una alta abundancia de elementos incompatibles y productores de calor. ^{[ 1 ]} De acuerdo con esta perspectiva, el mapeo geoquímico realizado desde la órbita sugiere una corteza compuesta principalmente de anortosita . ^{[ 17 ]} Las muestras de roca lunar de las lavas de inundación que erupcionaron en la superficie por fusión parcial en el manto confirman la composición del manto máfico, que es más rica en hierro que la de la Tierra. ^{[ 1 ]} La corteza tiene un espesor promedio de unos 50 kilómetros (31 millas) . ^{[ 1 ]} 

La Luna es el segundo satélite más denso del Sistema Solar, después de Io . ^{[ 82 ]} Sin embargo, el núcleo interno de la Luna es pequeño, con un radio de unos 350 kilómetros (220 millas) o menos, ^{[ 1 ]} alrededor del 20% del radio de la Luna. Su composición no se comprende bien, pero probablemente sea hierro metálico aleado con una pequeña cantidad de azufre y níquel. Los análisis de la rotación variable en el tiempo de la Luna sugieren que está al menos parcialmente fundido. ^{[ 83 ]} Se estima que la presión en el núcleo lunar es de 5 GPa (49 000 atm) . ^{[ 84 ]}   

En promedio, la gravedad de la superficie de la Luna es1,62 m/s ^{2  [ 5 ]} (0,1654 g  ;5,318 pies/s² ⁾  , aproximadamente la mitad de la gravedad superficial de Marte y aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra.

El campo gravitatorio de la Luna no es uniforme. Los detalles del campo gravitatorio se han medido mediante el seguimiento del desplazamiento Doppler de las señales de radio emitidas por las naves espaciales en órbita . Las principales características gravitatorias lunares son los mascones , grandes anomalías gravitatorias positivas asociadas con algunas de las cuencas de impacto gigantes, causadas en parte por los densos flujos de lava basáltica de los mares que llenan dichas cuencas. ^{[ 87 ] [ 88 ]} Las anomalías influyen enormemente en la órbita de las naves espaciales alrededor de la Luna . Existen algunos enigmas: los flujos de lava por sí solos no pueden explicar toda la señal gravitatoria, y existen algunos mascones que no están vinculados al vulcanismo de los mares. ^{[ 89 ]}

La esfera de influencia del campo gravitatorio de la Luna, en la que domina sobre el de la Tierra, tiene un radio de Hill de 60 000  km (es decir, se extiende menos de un sexto de la distancia de 378 000  km entre la Luna y la Tierra), ^{[ 90 ]} extendiéndose hasta los puntos de Lagrange Tierra-Luna . Este espacio se denomina espacio cislunar . ^{[ 91 ]}

La Luna tiene un campo magnético externo de menos de 0,2 nanoteslas , ^{[ 92 ]} o menos de una cienmilésima parte del de la Tierra . La Luna no tiene un campo magnético dipolar global; ^{[ 93 ]} solo tiene magnetización cortical. ^{[ 94 ]} La historia del campo magnético de la Luna es controvertida, ^{[ 95 ]} y todavía no hay consenso sobre la intensidad pasada y el momento del campo paleomagnético de la Luna. ^{[ 96 ] [ 97 ]} Se han tomado muchas mediciones paleomagnéticas de muestras lunares recolectadas durante las misiones Apolo. Estas mediciones indican que el campo paleomagnético de la Luna experimentó dos épocas con características distintas. ^{[ 92 ]} En la primera época (hace 4.500 millones a 3.560 millones de años), las intensidades del campo magnético alcanzaron alrededor de 100 microteslas (1 Gauss), cerca de la de la Tierra hoy. ^{[ 98 ]} La segunda época fue mucho más larga (de 3.58 mil millones a 1 mil millones de años atrás), pero mucho más débil, con intensidades que solo alcanzaron 5-7 microteslas. ^{[ 97 ] [ 99 ]} Es improbable que un único mecanismo de convección, térmico o composicional, haya generado esta historia de dinamo específica sin influencia externa. ^{[ 97 ] [ 100 ]} Teóricamente, parte de la magnetización remanente puede originarse a partir de campos magnéticos transitorios generados durante grandes impactos a través de la expansión de nubes de plasma. Estas nubes se generan durante grandes impactos en un campo magnético ambiental. Esto está respaldado por la ubicación de las mayores magnetizaciones corticales situadas cerca de los antípodas de las cuencas de impacto gigantes. ^{[ 101 ]}

Además, la Luna se mueve aproximadamente el 27% del tiempo, ^{[ 102 ]} o 5-6 días por mes lunar en la magnetocola de la Tierra , reemplazando el viento solar con el viento terrestre . ^{[ 103 ]}

La Luna tiene una atmósfera que consiste únicamente en una exosfera , ^{[ 104 ]} que es tan tenue que es casi un vacío , con una masa total de menos de 10 toneladas (9,8 toneladas largas; 11 toneladas cortas) . ^{[ 105 ]} La presión superficial de esta pequeña masa es de alrededor de 3 × 10⁻¹⁵ ^atm ( 0,3 nPa ); varía con el día lunar. Sus fuentes incluyen la desgasificación y la pulverización catódica , un producto del bombardeo del suelo lunar por iones del viento solar. ^{[ 17 ] [ 106 ]} Los elementos que se han detectado incluyen sodio y potasio , producidos por pulverización catódica (también encontrados en las atmósferas de Mercurio e Io ); helio-4 y neón ^{[ 107 ]} del viento solar; y argón-40 , radón-222 y polonio-210 , desgasificados después de su creación por desintegración radiactiva dentro de la corteza y el manto. ^{[ 108 ] [ 109 ]} No se comprende la ausencia de especies neutras (átomos o moléculas) como oxígeno , nitrógeno , carbono , hidrógeno y magnesio , que están presentes en el regolito . ^{[ 108 ]} Chandrayaan-1 ha detectado vapor de agua y se ha observado que varía con la latitud, con un máximo a ~60–70 grados; posiblemente se genera a partir de la sublimación del hielo de agua en el regolito. ^{[ 110 ]} Estos gases regresan al regolito debido a la gravedad de la Luna o se pierden en el espacio, ya sea por la presión de la radiación solar o, si están ionizados, al ser arrastrados por el campo magnético del viento solar. ^{[ 108 ]}   

Existe una nube permanente de polvo lunar alrededor de la Luna, generada por pequeñas partículas de cometas. Se estima que 5 toneladas de partículas de cometa impactan la superficie lunar cada 24 horas, lo que resulta en la eyección de partículas de polvo. El polvo permanece sobre la Luna durante aproximadamente 10 minutos, tardando 5 minutos en ascender y 5 minutos en descender. En promedio, hay 120 kilogramos de polvo sobre la Luna, que se elevan hasta 100 kilómetros sobre la superficie. Los recuentos de polvo realizados por el Experimento de Polvo Lunar (LDEX) de LADEE encontraron que los recuentos de partículas alcanzaron su punto máximo durante las lluvias de meteoros Gemínidas , Cuadrántidas , Táuridas del Norte y Ómicron Centaúridas , cuando la Tierra y la Luna atraviesan los restos de cometas. La nube de polvo lunar es asimétrica, siendo más densa cerca del límite entre el lado diurno y el lado nocturno de la Luna. ^{[ 111 ] [ 112 ]}

Los estudios de muestras de magma lunar recuperadas por las misiones Apolo demuestran que la Luna tuvo una atmósfera relativamente densa durante un período de 70 millones de años, entre 3 y 4 mil millones de años atrás. Esta atmósfera, proveniente de gases expulsados ​​por erupciones volcánicas lunares, tenía el doble de espesor que la del Marte actual . La antigua atmósfera lunar fue finalmente despojada por los vientos solares y se disipó en el espacio. ^{[ 64 ]}

La radiación ionizante de los rayos cósmicos , su radiación de neutrones resultante , ^{[ 114 ]} y el Sol da como resultado un nivel de radiación promedio de 1,369 milisieverts por día durante el día lunar , ^{[ 15 ]} que es aproximadamente 2,6 veces más que el nivel en la Estación Espacial Internacional , 5 a 10 veces más que el nivel durante un vuelo transatlántico, y 200 veces más que el nivel en la superficie de la Tierra. ^{[ 115 ]} Para una comparación más detallada, los niveles de radiación promedian alrededor de 1,84 milisieverts por día en un vuelo a Marte y alrededor de 0,64 milisieverts por día en el propio Marte, con algunas ubicaciones en Marte que posiblemente tengan niveles tan bajos como 0,342 milisieverts por día. ^{[ 116 ] [ 117 ]} La radiación solar también carga eléctricamente el polvo lunar altamente abrasivo y lo hace levitar. Este efecto contribuye a la fácil dispersión del polvo lunar pegajoso, que daña los pulmones y el equipo. ^{[ 118 ]}

La superficie lunar está expuesta a diferencias de temperatura que van desde120  °C a−171  °C dependiendo de la irradiancia solar . Debido a la falta de atmósfera, las temperaturas de diferentes áreas varían particularmente según estén en luz solar o sombra, ^{[ 119 ]} haciendo que los detalles topográficos jueguen un papel decisivo en las temperaturas superficiales locales . ^{[ 120 ]} Partes de muchos cráteres, particularmente los fondos de muchos cráteres polares, ^{[ 121 ]} están permanentemente en sombra. Estos cráteres de oscuridad eterna tienen temperaturas extremadamente bajas. El Orbitador de Reconocimiento Lunar midió las temperaturas de verano más bajas en cráteres en el polo sur a 35 K (−238 °C; −397 °F) ^{[ 122 ]} y solo 26 K (−247 °C; −413 °F) cerca del solsticio de invierno en el cráter polar norte Hermite . Esta es la temperatura más fría en el Sistema Solar jamás medida por una nave espacial, más fría incluso que la superficie de Plutón . ^{[ 120 ]}      

Cubriendo la corteza lunar se encuentra una capa superficial mayormente gris , altamente triturada (fragmentada en partículas cada vez más pequeñas) y modelada por impactos , llamada regolito , formada por procesos de impacto. El regolito más fino, el suelo lunar de vidrio de dióxido de silicio , tiene una textura similar a la nieve y un olor parecido a la pólvora quemada . ^{[ 123 ]} El regolito de las superficies más antiguas es generalmente más grueso que el de las superficies más jóvenes: su espesor varía de 10 a 15 m (33 a 49 pies) en las tierras altas y de 4 a 5 m (13 a 16 pies) en los mares. ^{[ 124 ]} Debajo de la capa de regolito finamente triturado se encuentra el megaregolito, una capa de roca madre altamente fracturada de muchos kilómetros de espesor. ^{[ 125 ]}    

Se considera que estas condiciones extremas hacen improbable que las naves espaciales alberguen esporas bacterianas en la Luna durante más de una órbita lunar. ^{[ 126 ]}

Cara visible de la Luna

Cara oculta de la Luna

lado este

lado oeste

La topografía de la Luna se ha medido con altimetría láser y análisis de imágenes estereoscópicas . ^{[ 128 ]} Su característica topográfica más extensa es la gigantesca cuenca del Polo Sur-Aitken en el lado oculto , de unos 2240 km (1390 mi) de diámetro, el cráter más grande de la Luna y el segundo cráter de impacto confirmado más grande del Sistema Solar . ^{[ 129 ] [ 130 ]} Con 13 km (8,1 mi) de profundidad, su fondo es el punto más bajo de la superficie de la Luna, ^{[ 129 ] [ 131 ]} alcanzando −9,178 kilómetros (−5,703 mi) en 70°22′05″S 172°24′47″W / 70,368°S 172,413°W / -70,368; -172.413 en un cráter dentro del cráter Antoniadi . ^{[ 132 ]} Las elevaciones más altas de la superficie de la Luna, con la llamada cumbre Selenean a 10.629 kilómetros (6.605 mi) , se encuentran directamente al noreste ( 5°26′28″N 158°39′22″W / 5.441°N 158.656°W / 5.441; -158.656 ), ^{[ 132 ]} que podrían haberse engrosado por el impacto de formación oblicuo de la cuenca del Polo Sur-Aitken. ^{[ 133 ]} Otras grandes cuencas de impacto como Imbrium , Serenitatis , Crisium , Smythii y Orientale poseen elevaciones regionalmente bajas y bordes elevados. ^{[ 129 ]} El lado oculto de la superficie lunar es en promedio unos 1,9 km (1,2 millas) más alto que el lado visible. ^{[ 1 ]}        

El descubrimiento de acantilados de escarpa de falla sugiere que la Luna se ha encogido unos 90 metros (300  pies) en los últimos mil millones de años. ^{[ 134 ]} Existen características de contracción similares en Mercurio . Mare Frigoris, una cuenca cerca del polo norte que durante mucho tiempo se consideró geológicamente inactiva, se ha agrietado y desplazado. Dado que la Luna no tiene placas tectónicas, su actividad tectónica es lenta y las grietas se desarrollan a medida que pierde calor. ^{[ 135 ]}

Científicos han confirmado la presencia de una cueva en la Luna cerca del Mar de la Tranquilidad , no lejos del lugar de aterrizaje del Apolo 11 en 1969. La cueva, identificada como un punto de entrada a un tubo de lava colapsado , tiene aproximadamente 45 metros de ancho y hasta 80 metros de largo. Este descubrimiento marca el primer punto de entrada confirmado a una cueva lunar. El análisis se basó en fotografías tomadas en 2010 por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA . La temperatura estable de la cueva es de alrededor de17  °C podría proporcionar un entorno habitable para futuros astronautas, protegiéndolos de temperaturas extremas, radiación solar y micrometeoritos. Sin embargo, existen desafíos como la accesibilidad y los riesgos de avalanchas y derrumbes. Este descubrimiento ofrece potencial para futuras bases lunares o refugios de emergencia. ^{[ 136 ]}

Características volcánicas

Las principales características visibles desde la Tierra a simple vista son llanuras lunares oscuras y relativamente uniformes llamadas marias ( singular: mare ; del latín que significa 'mares', ya que antiguamente se creía que estaban llenas de agua) ^{[ 137 ]} , que son vastas acumulaciones solidificadas de antigua lava basáltica . Aunque similares a los basaltos terrestres, los basaltos lunares tienen más hierro y no presentan minerales alterados por el agua. ^{[ 138 ]} La mayoría de estos depósitos de lava erupcionaron o fluyeron hacia las depresiones asociadas con cuencas de impacto , aunque la mayor extensión de inundación de basalto de la Luna, Oceanus Procellarum , no corresponde a una cuenca de impacto evidente. Los diferentes episodios de flujo de lava en las marias a menudo se pueden reconocer por variaciones en el albedo de la superficie y márgenes de flujo distintivos. ^{[ 139 ]}

A medida que se formaban los mares, el enfriamiento y la contracción de la lava basáltica crearon crestas onduladas en algunas zonas. Estas crestas bajas y sinuosas pueden extenderse por cientos de kilómetros y a menudo delimitan estructuras enterradas dentro del mar. Otro resultado de la formación de los mares es la creación de depresiones concéntricas a lo largo de los bordes, conocidas como surcos arqueados . Estas formaciones se producen cuando los basaltos del mar se hunden hacia adentro por su propio peso, lo que provoca que los bordes se fracturen y se separen.

Además de los mares visibles, la Luna tiene depósitos de mares cubiertos por eyecciones de impactos. Llamados criptomares, estos mares ocultos probablemente sean más antiguos que los expuestos. ^{[ 140 ]} Por el contrario, la lava de los mares ha ocultado muchas láminas y pozas de material fundido por impacto. Los materiales fundidos por impacto se forman cuando las intensas presiones de choque de las colisiones vaporizan y funden las zonas alrededor del sitio del impacto. Donde aún están expuestos, los materiales fundidos por impacto se pueden distinguir de la lava de los mares por su distribución, albedo y textura. ^{[ 141 ]}

Los surcos sinuosos , que se encuentran en los mares volcánicos y sus alrededores, probablemente sean antiguos canales de lava extintos o tubos de lava colapsados . Suelen originarse en chimeneas volcánicas , serpenteando y a veces ramificándose a medida que avanzan. Los ejemplos más grandes, como el Valle de Schroter y Rima Hadley , son significativamente más largos, anchos y profundos que los canales de lava terrestres, y a veces presentan curvas y giros pronunciados que, de nuevo, son poco comunes en la Tierra.

El vulcanismo de los mares lunares ha alterado los cráteres de impacto de diversas maneras, incluyendo su relleno en distintos grados y la elevación y fractura de sus fondos debido al levantamiento del material de los mares bajo su interior. Ejemplos de estos cráteres son Taruntius y Gassendi . Algunos cráteres, como Hyginus , son de origen totalmente volcánico, formándose como calderas o fosas de colapso . Estos cráteres son relativamente raros y tienden a ser más pequeños (normalmente de unos pocos kilómetros de ancho), menos profundos y de forma más irregular que los cráteres de impacto. También carecen de los bordes elevados característicos de los cráteres de impacto.

Varias provincias geológicas que contienen volcanes en escudo y domos volcánicos se encuentran dentro de los mares cercanos. ^{[ 142 ]} También hay algunas regiones de depósitos piroclásticos , conos de escoria y domos no basálticos formados por lava de viscosidad particularmente alta.

Casi todos los mares lunares se encuentran en la cara visible de la Luna y cubren el 31% de la superficie de esta cara ^{[ 76 ]} en comparación con el 2% de la cara oculta. ^{[ 143 ]} Esto probablemente se deba a una concentración de elementos productores de calor bajo la corteza en la cara visible, lo que habría provocado que el manto subyacente se calentara, se fundiera parcialmente, ascendiera a la superficie y entrara en erupción. ^{[ 81 ] [ 144 ] [ 145 ]} La mayoría de los basaltos de los mares lunares entraron en erupción durante el período Imbriano ,  hace entre 3.300 y 3.700 millones de años, aunque algunos tienen tan solo 1.200  millones de años ^{[ 65 ]} y otros tanto 4.200  millones de años. ^{[ 66 ]}

En 2006, un estudio de Ina , una pequeña depresión en Lacus Felicitatis , encontró características irregulares, relativamente libres de polvo que, debido a la falta de erosión por escombros que caen, parecían tener solo 2 millones de años. ^{[ 146 ]} Los sismos lunares y las liberaciones de gas indican actividad lunar continua. ^{[ 146 ]} Se ha identificado evidencia de vulcanismo lunar reciente en 70 parches irregulares de mares , algunos de menos de 50 millones de años. Esto plantea la posibilidad de un manto lunar mucho más cálido de lo que se creía anteriormente, al menos en el lado cercano donde la corteza profunda es sustancialmente más cálida debido a la mayor concentración de elementos radiactivos. ^{[ 147 ] [ 148 ] [ 149 ] [ 150 ]} Se ha encontrado evidencia de vulcanismo basáltico de 2 a 10 millones de años de antigüedad dentro del cráter Lowell, ^{[ 151 ] [ 152 ]} dentro de la cuenca Orientale. Una combinación de un manto inicialmente más caliente y un enriquecimiento local de elementos productores de calor en el manto podría ser responsable de la actividad prolongada en el lado opuesto de la cuenca Orientale. ^{[ 153 ] [ 154 ]}

Las regiones de color más claro de la Luna se denominan terrae , o más comúnmente tierras altas , porque son más elevadas que la mayoría de los mares. Se ha determinado radiométricamente que se formaron  hace 4400 millones de años y podrían representar acumulaciones de plagioclasa del océano de magma lunar. ^{[ 65 ] [ 66 ]} A diferencia de la Tierra, no se cree que se hayan formado grandes montañas lunares como resultado de eventos tectónicos. ^{[ 155 ]}

La concentración de mares en la cara visible probablemente refleja la corteza sustancialmente más gruesa de las tierras altas de la cara oculta, que pudo haberse formado en un impacto a baja velocidad de una segunda luna de la Tierra unas decenas de millones de años después de la formación de la Luna. ^{[ 156 ] [ 157 ]} Alternativamente, podría ser consecuencia del calentamiento mareal asimétrico cuando la Luna estaba mucho más cerca de la Tierra. ^{[ 158 ]}

Cráteres de impacto

Un proceso geológico importante que ha afectado la superficie de la Luna es la formación de cráteres de impacto , ^{[ 159 ]} con cráteres formados cuando asteroides y cometas chocan con la superficie lunar. Se estima que hay aproximadamente 300.000 cráteres de más de 1 km (0,6 millas) de ancho en la cara visible de la Luna. ^{[ 160 ]} Los cráteres lunares exhiben una variedad de formas, dependiendo de su tamaño. En orden de diámetro creciente, los tipos básicos son cráteres simples con interiores lisos en forma de cuenco y bordes elevados, cráteres complejos con fondos planos, paredes escalonadas y picos centrales, cuencas de anillos de picos y cuencas de múltiples anillos con dos o más anillos concéntricos de picos. ^{[ 161 ]} La gran mayoría de los cráteres de impacto son circulares, pero algunos, como Cantor y Janssen , tienen contornos más poligonales, posiblemente guiados por fallas y diaclasas subyacentes. Otros, como el par Messier , Schiller y Daniell , son alargados. Dicha elongación puede resultar de impactos muy oblicuos, impactos de asteroides binarios , fragmentación de los impactadores antes del impacto en la superficie o impactos secundarios muy próximos entre sí . ^{[ 162 ]}  

La escala de tiempo geológica lunar se basa en los eventos de impacto más prominentes, como las formaciones multianulares como Nectaris , Imbrium y Orientale , que tienen entre cientos y miles de kilómetros de diámetro y están asociadas con un amplio delantal de depósitos de eyección que forman un horizonte estratigráfico regional . ^{[ 163 ]} La falta de atmósfera, clima y procesos geológicos recientes significa que muchos de estos cráteres están bien conservados. Aunque solo unas pocas cuencas multianulares han sido datadas definitivamente, son útiles para asignar edades relativas. Debido a que los cráteres de impacto se acumulan a una tasa casi constante, contar el número de cráteres por unidad de área puede usarse para estimar la edad de la superficie. ^{[ 163 ]} Sin embargo, se debe tener cuidado con la técnica de conteo de cráteres debido a la posible presencia de cráteres secundarios . La eyección de los impactos puede crear cráteres secundarios que a menudo aparecen en grupos o cadenas, pero también pueden ocurrir como formaciones aisladas a una distancia considerable del impacto. Estos pueden parecerse a cráteres primarios, e incluso pueden dominar poblaciones de cráteres pequeños, por lo que su presencia no identificada puede distorsionar las estimaciones de edad. ^{[ 164 ]}

Las edades radiométricas de las rocas fundidas por impactos recolectadas durante las misiones Apolo se agrupan entre 3.8 y 4.1  mil millones de años: esto se ha utilizado para proponer un período de bombardeo intenso tardío con un aumento de impactos. ^{[ 165 ]}

Las imágenes de alta resolución del Orbitador de Reconocimiento Lunar de la década de 2010 muestran una tasa de producción de cráteres contemporánea significativamente mayor que la estimada previamente. Se cree que un proceso secundario de formación de cráteres, causado por eyecciones distales, remueve los dos centímetros superiores del regolito en una escala de tiempo de 81 000 años. ^{[ 166 ] [ 167 ]} Esta tasa es 100 veces más rápida que la tasa calculada a partir de modelos basados ​​únicamente en impactos directos de micrometeoritos. ^{[ 168 ]}

Remolinos lunares

Los remolinos lunares son formaciones enigmáticas que se encuentran en la superficie de la Luna. Se caracterizan por un alto albedo, parecen ópticamente inmaduros (es decir, tienen las características ópticas de un regolito relativamente joven ) y a menudo presentan una forma sinuosa. Su forma suele acentuarse por regiones de bajo albedo que serpentean entre los brillantes remolinos. Se ubican en lugares con campos magnéticos superficiales intensificados y muchos se encuentran en el punto antipodal de grandes impactos. Entre los remolinos más conocidos se incluyen la formación Reiner Gamma y Mare Ingenii . Se hipotetiza que son áreas que han estado parcialmente protegidas del viento solar , lo que resulta en una erosión espacial más lenta . ^{[ 169 ]}

El agua líquida no puede persistir en la superficie lunar. Al exponerse a la radiación solar, el agua se descompone rápidamente mediante un proceso conocido como fotodisociación y se pierde en el espacio. Sin embargo, desde la década de 1960, los científicos han planteado la hipótesis de que el hielo de agua podría depositarse por el impacto de cometas o posiblemente producirse por la reacción de rocas lunares ricas en oxígeno e hidrógeno del viento solar , dejando rastros de agua que podrían persistir en cráteres fríos y permanentemente sombreados en ambos polos de la Luna. ^{[ 170 ] [ 171 ]} Las simulaciones por computadora sugieren que hasta ¹⁴ 000 km² (5400 millas cuadradas ) de la superficie podrían estar en sombra permanente. ^{[ 121 ]} La presencia de cantidades utilizables de agua en la Luna es un factor importante para que la habitabilidad lunar sea un plan rentable; la alternativa de transportar agua desde la Tierra sería prohibitivamente cara. ^{[ 172 ]}   

En los años posteriores, se han encontrado indicios de agua en la superficie lunar. ^{[ 173 ]} En 1994, el experimento de radar biestático ubicado en la nave espacial Clementine indicó la existencia de pequeñas bolsas de agua congelada cerca de la superficie. Sin embargo, observaciones de radar posteriores de Arecibo sugieren que estos hallazgos podrían ser rocas eyectadas de cráteres de impacto jóvenes. ^{[ 174 ]} En 1998, el espectrómetro de neutrones en la nave espacial Lunar Prospector mostró que hay altas concentraciones de hidrógeno en el primer metro de profundidad en el regolito cerca de las regiones polares. ^{[ 175 ]} Las perlas de lava volcánica, traídas a la Tierra a bordo del Apolo 15, mostraron pequeñas cantidades de agua en su interior. ^{[ 176 ]}

La nave espacial Chandrayaan-1 de 2008 confirmó la existencia de hielo de agua superficial, utilizando el Mapeador de Mineralogía Lunar a bordo . El espectrómetro observó líneas de absorción comunes al hidroxilo , en la luz solar reflejada, proporcionando evidencia de grandes cantidades de hielo de agua en la superficie lunar. La nave espacial mostró que las concentraciones posiblemente podrían ser tan altas como 1000 ppm . ^{[ 177 ]} Utilizando los espectros de reflectancia del mapeador, la iluminación indirecta de áreas en sombra confirmó hielo de agua dentro de 20° de latitud de ambos polos en 2018. ^{[ 178 ]} En 2009, LCROSS envió un impactador de 2300 kg (5100 lb) a un cráter polar permanentemente en sombra , y detectó al menos 100 kg (220 lb) de agua en una columna de material eyectado. ^{[ 179 ] [ 180 ]} Otro examen de los datos de LCROSS mostró que la cantidad de agua detectada era más cercana a 155 ± 12 kg (342 ± 26 lb) . ^{[ 181 ]}           

En mayo de 2011, se informó de la presencia de 615–1410 ppm de agua en inclusiones fundidas en la muestra lunar 74220, ^{[ 182 ]} el famoso "suelo de vidrio naranja" con alto contenido de titanio de origen volcánico recolectado durante la misión Apolo 17 en 1972. Las inclusiones se formaron durante erupciones explosivas en la Luna hace aproximadamente 3700 millones de años. Esta concentración es comparable a la del magma en el manto superior de la Tierra . Aunque de considerable interés selenológico, este hallazgo no significa que el agua esté fácilmente disponible, ya que la muestra se originó a muchos kilómetros bajo la superficie, y las inclusiones son tan difíciles de acceder que se tardó 39 años en encontrarlas con un instrumento de microsonda iónica de última generación.

El análisis de los hallazgos del Mapeador de Mineralogía Lunar (M3) reveló en agosto de 2018 por primera vez "evidencia definitiva" de hielo de agua en la superficie lunar. ^{[ 183 ] [ 184 ]} Los datos revelaron las firmas reflectantes distintivas del hielo de agua, en contraposición al polvo y otras sustancias reflectantes. ^{[ 185 ]} Los depósitos de hielo se encontraron en los polos Norte y Sur, aunque es más abundante en el Sur, donde el agua queda atrapada en cráteres y grietas permanentemente sombreadas, lo que le permite persistir como hielo en la superficie ya que están protegidos del sol. ^{[ 183 ] [ 185 ]}

En octubre de 2020, los astrónomos informaron haber detectado agua molecular en la superficie iluminada por el sol de la Luna mediante varias naves espaciales independientes, incluido el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA). ^{[ 186 ] [ 187 ] [ 188 ] [ 189 ]}

La órbita de la Luna es ligeramente elíptica, con una excentricidad orbital de 0,055. El semieje mayor de la órbita lunar geocéntrica, llamado distancia lunar , es de aproximadamente 385 000 km (239 000 mi) , o 1,3 segundos luz , comparable a dar la vuelta a la Tierra aproximadamente 9,6 veces. ^{[ i ] [ 190 ]} La distancia entre la Luna y la Tierra varía desde alrededor de 356 400 km (221 500 mi) ( perigeo ) hasta 406 700 km (252 700 mi) (apogeo), lo que hace que la distancia y el tamaño aparente de la Luna fluctúen hasta un 14 %. ^{[ 191 ] [ 192 ]}      

La Luna realiza una órbita completa alrededor de la Tierra con respecto a las estrellas fijas, su período sideral , aproximadamente una vez cada 27,3  días. ^{[ j ]} Sin embargo, debido a que el sistema Tierra-Luna se mueve al mismo tiempo en su órbita alrededor del Sol, tarda un poco más, 29,5  días, ^{[ k ] [ 76 ]} en regresar a la misma fase lunar , ^{[ 193 ]} completando un ciclo completo, visto desde la Tierra. Este período sinódico o mes sinódico se conoce comúnmente como mes lunar y es igual a la duración del día solar en la Luna. ^{[ 194 ]}

A diferencia de la mayoría de los satélites de otros planetas, el plano orbital de la Luna está más cerca del plano de la eclíptica que del plano ecuatorial del planeta . La órbita de la Luna se ve sutilmente perturbada por el Sol y la Tierra de muchas maneras pequeñas, complejas e interactivas. Por ejemplo, el plano de la órbita lunar rota gradualmente una vez cada 18,61  años, ^{[ 195 ]} lo que afecta otros aspectos del movimiento lunar. Estos efectos secundarios se describen matemáticamente mediante las leyes de Cassini . ^{[ 196 ]}

La rotación síncrona de la Luna, sincronizada con las mareas, mientras orbita la Tierra, hace que siempre mantenga casi la misma cara orientada hacia el planeta. El lado de la Luna que mira hacia la Tierra se llama cara visible , y el opuesto, cara oculta . A la cara oculta se la suele llamar erróneamente "cara oscura", pero en realidad se ilumina con la misma frecuencia que la cara visible: una vez cada 29,5 días terrestres. Durante la luna nueva , la cara visible está oscura. ^{[ 200 ]}

La Luna originalmente giraba a mayor velocidad, pero al principio de su historia su rotación se ralentizó y quedó bloqueada por las mareas en esta orientación como resultado de los efectos de fricción asociados con las deformaciones de marea causadas por la Tierra. ^{[ 201 ]} Con el tiempo, la energía de rotación de la Luna sobre su eje se disipó en forma de calor, hasta que dejó de girar con respecto a la Tierra. En 2016, científicos planetarios que utilizaron datos recopilados en la misión Lunar Prospector de la NASA de 1998-99 encontraron dos áreas ricas en hidrógeno (muy probablemente antiguo hielo de agua) en lados opuestos de la Luna. Se especula que estas zonas fueron los polos de la Luna hace miles de millones de años, antes de que quedara bloqueada por las mareas con la Tierra. ^{[ 202 ]}

La atracción gravitatoria que la Tierra y la Luna (así como el Sol) ejercen entre sí se manifiesta en una atracción ligeramente mayor en los lados más cercanos, lo que da lugar a las fuerzas de marea . Las mareas oceánicas son el resultado más conocido de este fenómeno, pero las fuerzas de marea también afectan considerablemente a otros mecanismos de la Tierra, así como a la Luna y su sistema.

La corteza sólida lunar experimenta mareas de aproximadamente 10 cm (4 pulgadas) de amplitud durante 27 días, con tres componentes: una fija debida a la Tierra, ya que están en rotación síncrona , una marea variable debida a la excentricidad e inclinación orbital, y una pequeña componente variable del Sol. ^{[ 203 ]} La componente variable inducida por la Tierra surge de los cambios de distancia y libración , resultado de la excentricidad e inclinación orbital de la Luna (si la órbita de la Luna fuera perfectamente circular y sin inclinación, solo habría mareas solares). ^{[ 203 ]} Según investigaciones recientes, los científicos sugieren que la influencia de la Luna sobre la Tierra puede contribuir a mantener el campo magnético terrestre . ^{[ 204 ]}   

Los efectos acumulativos de la tensión generada por estas fuerzas de marea producen sismos lunares . Los sismos lunares son mucho menos frecuentes y más débiles que los terremotos terrestres, aunque pueden durar hasta una hora  —un tiempo significativamente mayor que los terremotos terrestres—  debido a la dispersión de las vibraciones sísmicas en la corteza superior seca y fragmentada. La existencia de sismos lunares fue un descubrimiento inesperado gracias a los sismómetros colocados en la Luna por los astronautas del programa Apolo entre 1969 y 1972. ^{[ 205 ]}

El efecto más conocido de las fuerzas de marea es la elevación del nivel del mar, denominada mareas oceánicas. ^{[ 206 ]} Si bien la Luna ejerce la mayor parte de las fuerzas de marea, el Sol también las ejerce y, por lo tanto, contribuye a las mareas hasta en un 40 % de la fuerza de marea de la Luna, produciendo en interacción las mareas vivas y muertas . ^{[ 206 ]}

Las mareas son dos protuberancias en los océanos de la Tierra, una en el lado que mira a la Luna y la otra en el lado opuesto. A medida que la Tierra rota sobre su eje, una de las protuberancias oceánicas (marea alta) se mantiene en su lugar "bajo" la Luna, mientras que la otra se encuentra en el lado opuesto. La marea bajo la Luna se explica por la mayor intensidad de la gravedad lunar sobre el agua cercana a ella. La marea en el lado opuesto puede explicarse por la fuerza centrífuga que se produce cuando la Tierra orbita alrededor del baricentro o por la inercia del agua, ya que la gravedad lunar es mayor sobre la Tierra sólida cercana y esta se aleja del agua más lejana. ^{[ 207 ] [ 208 ]}

Así, hay dos mareas altas y dos mareas bajas en aproximadamente 24 horas. ^{[ 206 ]} Dado que la Luna orbita la Tierra en la misma dirección de la rotación de la Tierra, las mareas altas ocurren aproximadamente cada 12 horas y 25 minutos; los 25 minutos se deben al tiempo que tarda la Luna en orbitar la Tierra.

Si la Tierra fuera un mundo acuático (sin continentes), produciría una marea de tan solo un metro, y esa marea sería muy predecible, pero las mareas oceánicas se ven muy modificadas por otros efectos:

• el acoplamiento friccional del agua a la rotación de la Tierra a través de los fondos oceánicos
• la inercia del movimiento del agua
• cuencas oceánicas que se vuelven menos profundas cerca de la costa.
• el chapoteo del agua entre diferentes cuencas oceánicas ^{[ 209 ]}

En consecuencia, la sincronización de las mareas en la mayoría de los puntos de la Tierra es producto de observaciones que, incidentalmente, se explican mediante la teoría.

Los retrasos en los picos de las mareas, tanto oceánicas como de cuerpos sólidos, provocan un par de torsión opuesto a la rotación de la Tierra. Esto «drena» el momento angular y la energía cinética rotacional de la rotación terrestre, ralentizando dicha rotación. ^{[ 206 ] [ 203 ]} Hace 3200 millones de años, durante el Arcaico , el día solar duraba solo unas 13 horas. El momento angular perdido por la rotación de la Tierra se transfiere a la Luna en un proceso conocido como aceleración de marea , que eleva la Luna a una órbita más alta mientras reduce su velocidad orbital alrededor de la Tierra. ^{[ 210 ]}

Así, la distancia entre la Tierra y la Luna está aumentando, y la rotación de la Tierra se está ralentizando en reacción. ^{[ 203 ]} Las mediciones de los reflectores láser dejados durante las misiones Apolo ( experimentos de medición de distancia lunar ) han encontrado que la distancia de la Luna aumenta en 38 mm (1,5 pulgadas) por año (aproximadamente la tasa a la que crecen las uñas humanas). ^{[ 211 ] [ 212 ] [ 213 ]} Los relojes atómicos muestran que el día de la Tierra se alarga en unos 17 microsegundos cada año, ^{[ 214 ] [ 215 ] [ 216 ]} aumentando lentamente la tasa a la que se ajusta el UTC en segundos intercalares .   

Con el tiempo, este arrastre de marea hace que la rotación de la Tierra y el período orbital de la Luna coincidan, lo que resulta en que el cuerpo más ligero quede en rotación síncrona (como ocurre actualmente con la Luna). Teóricamente, en 50 mil millones de años, ^{[ 217 ]} la rotación de la Tierra se ralentizará para coincidir con el período orbital de la Luna, lo que hará que la Tierra siempre presente la misma cara a la Luna. Sin embargo, mucho antes de que esto suceda, el Sol se convertirá en una gigante roja , posiblemente engullendo la Tierra y la Luna. ^{[ 218 ] [ 219 ]} Si el sistema Tierra-Luna sobrevive a este engullimiento, como sugiere un estudio de 2026, ^{[ 220 ]} el arrastre de la atmósfera solar podría causar que la órbita de la Luna se degrade. Una vez que la órbita de la Luna se acerque a una distancia de 18 470 km (11 480 millas) , cruzará el límite de Roche de la Tierra y la interacción de marea con la Tierra desintegraría la Luna. Se convertiría en un sistema de anillos , con la mayoría de los anillos en órbita desintegrándose y cayendo a la Tierra. ^{[ 69 ]}  

La Luna se ve diferente en el cielo terrestre según la posición de observación en la Tierra y el momento del año lunar , el mes lunar y el día terrestre. A lo largo del año, la Luna alcanza su punto más alto en el cielo en distintos momentos del día . A diferencia del Sol, la Luna se encuentra en su punto más alto durante el invierno y en su punto más bajo durante el verano, lo cual se cumple para las estaciones tanto del hemisferio norte como del hemisferio sur de la Tierra.

En los polos norte y sur , la Luna permanece 24 horas sobre el horizonte durante dos semanas cada mes tropical (aproximadamente 27,3 días), lo que equivale al día polar del año tropical . El zooplancton del Ártico utiliza la luz de la Luna cuando el Sol está bajo el horizonte durante meses. ^{[ 221 ]}

En promedio, el diámetro angular de la Luna es de aproximadamente 0,52°, un tamaño aparente similar al del Sol (véase §  Eclipses ). Su tamaño y brillo aparentes varían debido a su órbita elíptica, apareciendo hasta un 30 % más brillante y un 14 % más grande en el perigeo en comparación con el apogeo, un fenómeno conocido como « superluna ». Además, un efecto puramente psicológico, conocido como ilusión lunar , hace que la Luna parezca más grande cuando está cerca del horizonte. ^{[ 222 ]}

La orientación aparente de la Luna depende de su posición en el cielo y del hemisferio terrestre desde el que se observa. En el hemisferio norte, aparece invertida en comparación con la vista desde el hemisferio sur . ^{[ 223 ]} A veces, los "cuernos" de una luna creciente parecen apuntar más hacia arriba que hacia los lados. Este fenómeno se denomina luna húmeda y ocurre con mayor frecuencia en los trópicos . ^{[ 224 ]}

Debido al acoplamiento de marea , la Luna tiene una resonancia espín-órbita 1:1 . Esta relación rotación - órbita hace que los períodos orbitales de la Luna alrededor de la Tierra sean iguales a sus períodos de rotación correspondientes . Esta es la razón por la que solo un lado de la Luna, su llamada cara visible , es visible desde la Tierra. Dicho esto, aunque el movimiento de la Luna está en resonancia, no está exento de matices como la libración , lo que resulta en perspectivas ligeramente diferentes, haciendo que con el tiempo y la ubicación en la Tierra, aproximadamente el 59% de la superficie lunar sea visible desde la Tierra. ^{[ 225 ]} Debido a la libración lunar, a veces es posible ver un poco más que la luna llena (hasta aproximadamente el 101%) o una pequeña parte de su cara oculta (hasta el 5%). ^{[ 226 ]}

Fenómenos de observación

Históricamente ha existido controversia sobre si las características observadas en la superficie lunar cambian con el tiempo. Hoy en día, se cree que muchas de estas afirmaciones son ilusorias, resultado de observaciones bajo diferentes condiciones de iluminación, mala calidad de visión astronómica o dibujos inadecuados. Sin embargo, la desgasificación ocurre ocasionalmente y podría ser responsable de un pequeño porcentaje de los fenómenos transitorios lunares reportados . Recientemente, se ha sugerido que una región de la superficie lunar de aproximadamente 3 km (1,9 millas) de diámetro fue modificada por un evento de liberación de gas hace aproximadamente un millón de años. ^{[ 227 ] [ 228 ]}  

La Luna rota mientras orbita la Tierra, cambiando su orientación hacia el Sol y experimentando un día lunar . Un día lunar equivale a un mes lunar (una órbita sinódica alrededor de la Tierra) debido a que está en rotación síncrona con la Tierra. Dado que la Luna no está en rotación síncrona con el Sol, tanto el día como la noche lunares ocurren alrededor de la Luna. El cambio en la posición de la iluminación de la Luna por el Sol durante un día lunar se puede observar desde la Tierra como las fases lunares cambiantes : la luna creciente representa el amanecer y la luna menguante, la puesta de sol, observadas desde lejos. ^{[ 229 ]}

La noche lunar es más oscura en la cara oculta de la Luna y, durante los eclipses lunares, en la cara visible (y más oscura que una noche sin luna en la Tierra). Durante su noche, la cara visible está iluminada por la luz terrestre hasta el punto de que se pueden observar rasgos de la superficie lunar desde la Tierra. El brillo terrestre hace que la noche en la cara visible sea aproximadamente 43 veces más brillante, y a veces incluso 55 veces más brillante que una noche en la Tierra iluminada por la luz de la luna llena. ^{[ 230 ]}

En el cielo terrestre, el brillo y el tamaño aparente de la Luna también cambian debido a su órbita elíptica alrededor de la Tierra . En el perigeo (punto más cercano), dado que la Luna está hasta un 14 % más cerca de la Tierra que en el apogeo (punto más distante), subtiende un ángulo sólido que es hasta un 30 % mayor. En consecuencia, dada la misma fase, el brillo de la Luna también varía hasta un 30 % entre el apogeo y el perigeo. ^{[ 231 ]} Una luna llena (o nueva) en dicha posición se llama superluna . ^{[ 191 ] [ 192 ] [ 232 ]}

Cada una de las cuatro fases intermedias de la Luna dura, en promedio, unos siete días (aproximadamente 7,38 días), pero esta duración puede variar en aproximadamente ±11% debido al cambio en la distancia entre la Luna y la Tierra entre el apogeo (punto más alejado) y el perigeo (punto más cercano).

El número de días transcurridos desde la última luna nueva se denomina edad lunar. ^{[ 233 ]} Un ciclo completo de fases lunares se conoce como lunación. ^{[ 234 ]}

La edad y fase aproximadas de la Luna para cualquier fecha se pueden calcular determinando el número de días transcurridos desde una luna nueva conocida (por ejemplo, el 1 de enero de 1900 o el 11 de agosto de 1999) y dividiendo ese valor por la duración promedio de un mes sinódico (29,53059 días). ^{[ 235 ]} El resto de la división representa la edad de la Luna. Este método asume una órbita perfectamente circular y no considera la hora exacta de la luna nueva, por lo que los resultados pueden tener un margen de error de algunas horas. La precisión disminuye a medida que la fecha se aleja de la fecha de referencia. Este cálculo simplificado es adecuado para muchos propósitos, pero las aplicaciones más precisas requieren cálculos más complejos.

La inclinación axial de la Luna con respecto a la eclíptica es de 1,5427°, por lo que en cada año dracónico (346,62 días), el Sol se desplaza desde 1,5427° al norte del ecuador lunar hasta 1,5427° al sur, y luego regresa. Esto es análogo a cómo, en la Tierra, la posición del Sol se mueve del Trópico de Cáncer al Trópico de Capricornio y viceversa cada año tropical . Esto hace que los polos de la Luna permanezcan en la oscuridad (o con solo una parte del Sol visible) durante medio año dracónico y bajo la luz del sol durante el otro medio año dracónico. La cantidad de luz solar que incide en las áreas horizontales cercanas a los polos depende del ángulo de altitud del Sol. Estas "estaciones" tienen poco efecto en las zonas más ecuatoriales.

La apariencia de la Luna está determinada por sus propiedades reflectantes y la composición de su superficie. Su albedo es de aproximadamente 0,12, ^{[ 236 ]} comparable al asfalto desgastado , lo que la hace relativamente oscura a pesar de su brillo en el cielo nocturno. Este bajo albedo representa la reflectancia del regolito lunar, una capa de finos fragmentos de roca creada por impactos de meteoritos. La dispersión de la luz por el regolito hace que la Luna parezca mucho más brillante en luna llena que en cuarto creciente. La Luna también presenta retrorreflexión, ^{[ 237 ]} dispersando la luz de vuelta hacia su fuente y creando un brillo uniforme en todo su disco sin un oscurecimiento significativo del limbo.

El color verdadero de la Luna, sin efectos atmosféricos, es un gris parduzco apagado. ^{[ 238 ]} Esto se debe a los minerales de silicato en el regolito, con llanuras basálticas más oscuras (mares) y tierras altas más claras ricas en feldespato. Los mares, formados por antiguas coladas volcánicas, contienen más hierro y titanio, lo que les da un tono más oscuro.

Desde la Tierra, el color de la Luna puede verse alterado por la atmósfera, apareciendo a veces roja o azul. Puede parecer roja durante un eclipse lunar , debido a que el espectro rojo de la luz solar se refracta hacia la Luna al entrar en contacto con la atmósfera terrestre. Por este color rojo, a los eclipses lunares también se les llama a veces lunas de sangre. La Luna también puede parecer roja cuando aparece en ángulos bajos y a través de una atmósfera densa.

La Luna puede parecer azul dependiendo de la presencia de ciertas partículas en el aire, ^{[ 239 ]} como partículas volcánicas, ^{[ 240 ]} en cuyo caso se la puede llamar luna azul .

Dado que las palabras "luna roja" y "luna azul" también pueden usarse para referirse a lunas llenas específicas del año, no siempre se refieren a la presencia de luz de luna roja o azul .

Un eclipse solar provoca que el Sol quede cubierto, dejando al descubierto la corona blanca .

La Luna, teñida de rojizo, durante un eclipse lunar.

Los eclipses solo ocurren cuando el Sol, la Tierra y la Luna están en línea recta (llamada " sizigia "). Los eclipses solares ocurren en luna nueva , cuando la Luna está entre el Sol y la Tierra. En cambio, los eclipses lunares ocurren en luna llena, cuando la Tierra está entre el Sol y la Luna. El tamaño aparente de la Luna es aproximadamente el mismo que el del Sol, ya que ambos se ven con un ancho cercano a medio grado. El Sol es mucho más grande que la Luna, pero es la enorme distancia lo que le da el mismo tamaño aparente que la Luna, mucho más cercana y mucho más pequeña, desde la perspectiva de la Tierra. Las variaciones en el tamaño aparente, debido a las órbitas no circulares, también son casi las mismas, aunque ocurren en diferentes ciclos. Esto hace posibles tanto los eclipses solares totales (con la Luna apareciendo más grande que el Sol) como los anulares (con la Luna apareciendo más pequeña que el Sol). ^{[ 241 ]} En un eclipse total, la Luna cubre completamente el disco del Sol y la corona solar se vuelve visible a simple vista .

Debido a que la distancia entre la Luna y la Tierra aumenta muy lentamente con el tiempo, ^{[ 206 ]} el diámetro angular de la Luna disminuye. A medida que evoluciona hacia convertirse en una gigante roja , el tamaño del Sol y su diámetro aparente en el cielo aumentan lentamente. ^{[ l ]} La combinación de estos dos cambios significa que hace cientos de millones de años, la Luna siempre cubría completamente el Sol durante los eclipses solares, y no eran posibles los eclipses anulares. De igual manera, dentro de cientos de millones de años, la Luna ya no cubrirá completamente el Sol y no ocurrirán eclipses solares totales. ^{[ 242 ]}

Como la órbita de la Luna alrededor de la Tierra está inclinada unos 5,145° (5°  9 ′ ) con respecto a la órbita de la Tierra alrededor del Sol , los eclipses no ocurren en cada luna llena y luna nueva. Para que ocurra un eclipse, la Luna debe estar cerca de la intersección de los dos planos orbitales. ^{[ 243 ]} La periodicidad y recurrencia de los eclipses del Sol por la Luna, y de la Luna por la Tierra, se describe mediante el saros , que tiene un período de aproximadamente 18  años. ^{[ 244 ]}

Debido a que la Luna bloquea continuamente la vista de un área circular del cielo de medio grado de ancho, ^{[ m ] [ 245 ]} el fenómeno relacionado de ocultación ocurre cuando una estrella brillante o un planeta pasa detrás de la Luna y es ocultado: queda fuera de la vista. De esta manera, un eclipse solar es una ocultación del Sol. Debido a que la Luna está relativamente cerca de la Tierra, las ocultaciones de estrellas individuales no son visibles en todas partes del planeta, ni al mismo tiempo. Debido a la precesión de la órbita lunar, cada año se ocultan diferentes estrellas. ^{[ 246 ]}

Algunos creen que las pinturas rupestres más antiguas , de hasta 40.000 años antes del presente, que representan toros y formas geométricas, ^{[ 247 ]} o los palos de conteo de 20.000 a 30.000 años de antigüedad, se usaban para observar las fases de la Luna, midiendo el tiempo con el crecimiento y la mengua de las fases lunares . ^{[ 248 ]} Aspectos de la Luna fueron identificados y agregados en deidades lunares desde tiempos prehistóricos y finalmente fueron documentados y plasmados en símbolos desde los primeros ejemplos de escritura en el IV milenio a . C. Una de las representaciones más antiguas descubiertas de la Luna es un grabado rupestre del 3000 a. C., Orthostat 47 en Knowth , Irlanda. ^{[ 249 ] [ 250 ]} La media luna que representa la Luna, como la de la deidad lunar Nanna/Sin, se ha encontrado desde el III milenio a. C. ^{[ 251 ]}

La astrónoma y poetisa más antigua conocida , Enheduanna , suma sacerdotisa acadia de la deidad lunar Nanna/Sin y princesa, hija de Sargón el Grande ( c. 2334 – c. 2279 a. C.), tenía la Luna siendo rastreada en sus aposentos. ^{[ 252 ]} La representación más antigua encontrada e identificada de la Luna en relación astronómica con otras características astronómicas es el disco celeste de Nebra de c. 1800–1600 a. C. , que representa características como las Pléyades junto a la Luna. ^{[ 253 ] [ 254 ]}

El antiguo filósofo griego Anaxágoras ( m. 428 a. C. ) razonó que el Sol y la Luna eran rocas esféricas gigantes, y que esta última reflejaba la luz del primero. ^{[ 258 ] [ 259 ] : 227} En otros lugares, entre los siglos V a. C. y IV a. C. , los astrónomos babilonios registraron el ciclo de Saros de 18 años de eclipses lunares , ^{[ 260 ]} y los astrónomos indios describieron la elongación mensual de la Luna. ^{[ 261 ]} El astrónomo chino Shi Shen ( activo en el siglo IV a. C.) dio instrucciones para predecir eclipses solares y lunares. ^{[ 259 ] : 411}

En la descripción del universo de Aristóteles  (384–322 a. C.) , la Luna marcaba el límite entre las esferas de los elementos mutables (tierra, agua, aire y fuego) y las estrellas imperecederas del éter , una filosofía influyente que dominaría durante siglos. ^{[ 262 ]} Arquímedes (287–212 a. C.) diseñó un planetario que podía calcular los movimientos de la Luna y otros objetos del Sistema Solar. ^{[ 263 ]} En el siglo II a. C. , Seleuco de Seleucia pensó correctamente que las mareas se debían a la atracción de la Luna y que su altura dependía de la posición de la Luna con respecto al Sol . ^{[ 264 ]} En el mismo siglo, Aristarco calculó el tamaño y la distancia de la Luna a la Tierra, obteniendo un valor de aproximadamente veinte veces el radio de la Tierra para la distancia.

Los chinos de la dinastía Han creían que la Luna era energía equivalente al qi y su teoría de la "influencia radiante" reconocía que la luz de la Luna era simplemente un reflejo del Sol; Jing Fang (78-37  a. C.) notó la esfericidad de la Luna. ^{[ 259 ] : 413-414} Ptolomeo (90-168  d. C.) mejoró mucho los números de Aristarco, calculando una distancia media de 59  veces el radio de la Tierra y un diámetro de 0,292  diámetros terrestres, cerca de los valores correctos de aproximadamente 60 y 0,273 respectivamente. ^{[ 265 ]} En el siglo II d. C., Luciano escribió la novela Una historia verdadera , en la que los héroes viajan a la Luna y conocen a sus habitantes. En 510  d. C., el astrónomo indio Aryabhata mencionó en su Aryabhatiya que la luz solar reflejada es la causa del brillo de la Luna. ^{[ 266 ] [ 267 ]} El astrónomo y físico Ibn al-Haytham (965–1039) descubrió que la luz solar no se reflejaba en la Luna como en un espejo, sino que la luz se emitía desde cada parte de la superficie iluminada por el sol de la Luna en todas direcciones. ^{[ 268 ]} Shen Kuo (1031–1095) de la dinastía Song creó una alegoría que equiparaba el crecimiento y decrecimiento de la Luna con una bola redonda de plata reflectante que, al ser rociada con polvo blanco y vista de lado, parecería una media luna. ^{[ 259 ] : 415–416} Durante la Edad Media , antes de la invención del telescopio, la Luna fue reconocida cada vez más como una esfera, aunque muchos creían que era "perfectamente lisa". ^{[ 269 ]}

El telescopio fue desarrollado y descrito en 1608. El primer registro de astronomía telescópica y el mapeo aproximado de las características de la Luna datan de principios del verano de 1609, realizado por Thomas Harriot , pero no lo publicó. Al mismo tiempo, Galileo Galilei también comenzó a usar telescopios para observar el cielo y la Luna, registrando más tarde ese mismo año observaciones más detalladas y conclusiones cruciales, como que la Luna no era lisa, sino que presentaba montañas y cráteres, lo cual publicó en 1610 en su innovador y pronto ampliamente comentado libro Sidereus Nuncius .

Más adelante en el siglo XVII, los esfuerzos de Giovanni Battista Riccioli y Francesco Maria Grimaldi llevaron al sistema de nomenclatura de accidentes geográficos lunares que se utiliza hoy en día. El Mappa Selenographica de Wilhelm Beer y Johann Heinrich von Mädler , de 1834-1836, más exacto, y su libro asociado de 1837, Der Mond , el primer estudio trigonométricamente preciso de accidentes geográficos lunares, incluía las alturas de más de mil montañas e introdujo el estudio de la Luna con la precisión posible en la geografía terrestre. ^{[ 270 ]} Se creía que los cráteres lunares, observados por primera vez por Galileo, eran volcánicos hasta la propuesta de Richard Proctor en la década de 1870 de que se formaron por colisiones. ^{[ 76 ]} Esta visión obtuvo apoyo en 1892 gracias a la experimentación del geólogo Grove Karl Gilbert y a estudios comparativos de 1920 a la década de 1940, ^{[ 271 ]} lo que condujo al desarrollo de la estratigrafía lunar , que para la década de 1950 se estaba convirtiendo en una rama nueva y creciente de la astrogeología . ^{[ 76 ]}

Tras la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron los primeros sistemas de lanzamiento y, a finales de la década de 1950, alcanzaron capacidades que permitieron a la Unión Soviética y a Estados Unidos lanzar naves espaciales al espacio. La Guerra Fría impulsó un desarrollo simultáneo de sistemas de lanzamiento por parte de ambos estados, dando lugar a la llamada Carrera Espacial y, posteriormente, a la Carrera Lunar, lo que aceleró los esfuerzos y el interés por la exploración de la Luna .

Después del primer vuelo espacial del Sputnik 1 en 1957 durante el Año Geofísico Internacional, las naves espaciales del programa Luna de la Unión Soviética fueron las primeras en lograr varios objetivos. Después de tres misiones fallidas sin nombre en 1958, ^{[ 272 ]} el primer objeto hecho por el hombre, Luna 1, escapó de la gravedad de la Tierra y pasó cerca de la Luna el 4 de enero de 1959. Más tarde ese año, el primer objeto hecho por el hombre, Luna 2, llegó a la superficie lunar mediante un impacto intencional . A finales de año, Luna 3 llegó como el primer objeto hecho por el hombre a la cara oculta de la Luna , normalmente oculta, tomando las primeras fotografías de ella. La primera nave espacial en realizar un aterrizaje suave lunar exitoso fue Luna 9 y el primer vehículo en orbitar la Luna fue Luna 10 , ambos en 1966. ^{[ 76 ]}

Tras el compromiso del presidente John F. Kennedy en 1961 de lograr un alunizaje tripulado antes de que terminara la década, Estados Unidos, bajo el liderazgo de la NASA, lanzó una serie de sondas no tripuladas para comprender la superficie lunar como preparación para las misiones humanas: el programa Ranger del Laboratorio de Propulsión a Chorro , el programa Lunar Orbiter y el programa Surveyor . El programa tripulado Apolo se desarrolló en paralelo; después de una serie de pruebas tripuladas y no tripuladas de la nave espacial Apolo en órbita terrestre, e impulsados ​​por un posible alunizaje tripulado soviético , en 1968 el Apolo 8 realizó la primera misión humana a la órbita lunar (los primeros terrícolas, dos tortugas, habían orbitado la Luna tres meses antes en la Zond 5 de la Unión Soviética , seguidas por tortugas en la Zond 6 ).

La primera vez que una persona aterrizó en la Luna y en cualquier cuerpo extraterrestre fue cuando Neil Armstrong , el comandante de la misión estadounidense Apolo 11 , puso un pie en la Luna a las 02:56  UTC del 21 de julio de 1969. ^{[ 273 ]} Considerado la culminación de la Carrera Espacial , ^{[ 274 ]} se estima que 500  millones de personas en todo el mundo vieron la transmisión por la cámara de televisión del Apolo , la mayor audiencia televisiva para una transmisión en vivo en ese momento. ^{[ 275 ] [ 276 ]} Mientras que al mismo tiempo otra misión, la misión robótica de retorno de muestras Luna 15 de la Unión Soviética había estado en órbita alrededor de la Luna, convirtiéndose junto con el Apolo 11 en el primer caso de dos misiones extraterrestres realizadas al mismo tiempo.

Las misiones Apolo 11 a 17 (excepto Apolo 13 , que abortó su alunizaje planeado) extrajeron 380,05 kilogramos (837,87 lb) de roca y suelo lunar en 2196 muestras separadas . ^{[ 277 ]} Se instalaron paquetes de instrumentos científicos en la superficie lunar durante todos los alunizajes Apolo. Se instalaron estaciones de instrumentos de larga duración , incluyendo sondas de flujo de calor, sismómetros y magnetómetros , en los sitios de alunizaje del Apolo 12 , 14 , 15 , 16 y 17. La transmisión directa de datos a la Tierra concluyó a finales de 1977 debido a consideraciones presupuestarias, ^{[ 278 ] [ 279 ]} pero como los conjuntos de retroreflectores de esquina de cubo de alcance láser lunar de las estaciones son instrumentos pasivos, todavía se utilizan. ^{[ 280 ]} El Apolo 17 en 1972 fue la última misión tripulada a la órbita o superficie de la Luna, y la última a las cercanías de la Luna hasta el sobrevuelo lunar Artemis II en 2026. El Explorer 49 en 1973 fue la última sonda lunar dedicada de EE. UU. hasta 1994. 

La Unión Soviética continuó enviando misiones robóticas a la Luna hasta 1976, desplegando en 1970 con la misión Luna 17 el primer rover teledirigido , Lunokhod 1, en una superficie extraterrestre, y recolectando y trayendo de vuelta 0,3  kg de muestras de roca y suelo con tres misiones de retorno de muestras lunares ( Luna 16 en 1970, Luna 20 en 1972 y Luna 24 en 1976). ^{[ 282 ]}

Tras la última misión soviética a la Luna en 1976, la exploración lunar fue escasa durante catorce años. La astronáutica había centrado su atención en la exploración de los planetas del Sistema Solar interior (por ejemplo, el programa Venera ) y exterior (por ejemplo , Pioneer 10 , 1972) , pero también en la órbita terrestre , desarrollando y operando continuamente, además de satélites de comunicaciones , satélites de observación terrestre (por ejemplo, el programa Landsat , 1972), telescopios espaciales y, en particular, estaciones espaciales (por ejemplo, el programa Salyut , 1971).

La negociación del tratado sobre la Luna en 1979 y su posterior ratificación en 1984 fue la única actividad importante relacionada con la Luna hasta 1990.

En 1990, Hiten - Hagoromo , ^{[ 283 ]} la primera misión lunar dedicada desde 1976, alcanzó la órbita de la Luna. Enviada por Japón, se convirtió en la primera misión lunar que no fue una misión de la Unión Soviética ni de Estados Unidos.

En 1994, Estados Unidos dedicó una misión para enviar una nave espacial ( Clementine ) a la Luna por primera vez desde 1973. Esta misión obtuvo el primer mapa topográfico casi global de la Luna y las primeras imágenes multiespectrales globales de la superficie lunar. ^{[ 284 ]} En 1998, le siguió la misión Lunar Prospector , cuyos instrumentos indicaron la presencia de exceso de hidrógeno en los polos lunares, probablemente causado por la presencia de hielo de agua en los primeros metros del regolito dentro de cráteres permanentemente sombreados. ^{[ 285 ]}

Los años siguientes vieron una serie de primeras misiones a la Luna por parte de un nuevo grupo de estados que exploraban activamente la Luna. Entre 2004 y 2006, la primera nave espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) ( SMART-1 ) orbitó la Luna, registrando el primer estudio detallado de elementos químicos en la superficie lunar. ^{[ 286 ]} El Programa Chino de Exploración Lunar llegó a la Luna por primera vez con el orbitador Chang'e 1 (2007-2009), ^{[ 287 ]} obteniendo un mapa de imagen completa de la Luna. India llegó, orbitó e impactó la Luna en 2008 por primera vez con su Chandrayaan-1 y la Sonda de Impacto Lunar , convirtiéndose en el quinto y sexto estado en hacerlo, creando un mapa químico, mineralógico y fotogeológico de alta resolución de la superficie lunar y confirmando la presencia de moléculas de agua en el suelo lunar . ^{[ 288 ]}

Estados Unidos lanzó el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) y el impactador LCROSS el 18 de junio de 2009. LCROSS completó su misión al realizar un impacto planificado y ampliamente observado en el cráter Cabeus el 9 de octubre de 2009, ^{[ 289 ]} mientras que LRO se encuentra actualmente en funcionamiento, obteniendo altimetría lunar precisa e imágenes de alta resolución.

China continuó su programa lunar en 2010 con Chang'e 2 , que cartografió la superficie con mayor resolución durante un período de ocho meses, y en 2013 con Chang'e 3 , un módulo de aterrizaje lunar junto con un vehículo lunar llamado Yutu ( en chino :玉兔; literalmente , ' Conejo de Jade ' ). Esta fue la primera misión de un vehículo lunar desde Lunokhod 2 en 1973 y el primer alunizaje suave desde Luna 24 en 1976, lo que convirtió a China en el tercer país en lograrlo.

En 2014, la primera sonda financiada con fondos privados, la Misión Lunar Conmemorativa Manfred , sobrevoló la Luna. Otra misión de rover chino, Chang'e 4 , logró el primer alunizaje en la cara oculta de la Luna a principios de 2019. ^{[ 290 ]} También en 2019, India envió con éxito su segunda sonda, Chandrayaan-2 , a la Luna. En 2020, China llevó a cabo su primera misión robótica de retorno de muestras ( Chang'e 5 ), trayendo de vuelta a la Tierra 1731 gramos de material lunar. ^{[ 291 ]}

Estados Unidos desarrolló planes para el regreso de astronautas a la Luna a partir de 2004, ^{[ 292 ]} y con la firma de los Acuerdos Artemis liderados por Estados Unidos en 2020, el programa Artemis tiene como objetivo el regreso de humanos a la Luna en la década de 2020. ^{[ 293 ]} A los Acuerdos se ha sumado un número creciente de países. La introducción de los Acuerdos Artemis ha impulsado un renovado debate sobre el marco internacional y la cooperación en la actividad lunar, basándose en el Tratado de la Luna y el concepto de Aldea Lunar liderado por la ESA . ^{[ 294 ] [ 295 ] [ 296 ]}

En 2022, Corea del Sur lanzó con éxito Danuri , su primera sonda lunar, desde Estados Unidos. En 2023 y 2024, India y Japón se convirtieron en el cuarto y quinto país en realizar un aterrizaje suave de una nave espacial en la Luna, después de la Unión Soviética y Estados Unidos en la década de 1960, y China en 2013. ^{[ 297 ]} Cabe destacar que la nave espacial japonesa, el Smart Lander for Investigating Moon , sobrevivió tres noches lunares. ^{[ 298 ]} En febrero de 2024, el módulo de aterrizaje IM-1 se convirtió en el primer módulo de aterrizaje de construcción comercial en aterrizar en la Luna. ^{[ 299 ]}

China lanzó Chang'e 6 en mayo de 2024, que realizó el primer retorno de muestras desde la cara oculta de la Luna . ^{[ 300 ]} También transportó un rover chino para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar. ^{[ 301 ]} Pakistán envió un orbitador lunar llamado ICUBE-Q junto con Chang'e 6. ^{[ 302 ]} Nova-C 2 , iSpace Lander y Blue Ghost fueron lanzados a la Luna en 2024.

La misión tripulada Artemis II de la NASA, que sobrevoló la Luna, se lanzó en abril de 2026. Fue la primera misión tripulada alrededor de la Luna desde la era Apolo. Christina Koch se convirtió en la primera mujer, Victor Glover en la primera persona de color, el canadiense Jeremy Hansen en el primer no estadounidense, ^{[ 303 ]} y el comandante Reid Wiseman en la persona de mayor edad, en abandonar la órbita terrestre baja y sobrevolar la Luna.

Tanto el programa lunar estadounidense como el chino tienen como objetivo establecer una base lunar en la década de 2030 con sus socios internacionales, siendo los primeros alunizajes tripulados desde el Apolo 17 en 1972. ^{[ 304 ]}

Tras el vuelo de prueba Artemis III en órbita terrestre baja programado para 2027, la NASA planea regresar a los humanos a la superficie lunar en 2028, con el aterrizaje de dos astronautas de Artemis IV en el polo sur lunar. ^{[ 304 ]} Si bien las misiones Apolo fueron de naturaleza exploratoria, el programa Artemis planea establecer una presencia más permanente. Con este fin, Estados Unidos se está asociando con la industria para las comunicaciones lunares, el envío de cargas útiles y la utilización de recursos in situ a través de programas como los Servicios Comerciales de Carga Lunar de la NASA y los programas lunares de DARPA . ^{[ 305 ] [ 306 ] [ 307 ]}

China continúa con su ambicioso programa Chang'e , tras haber anunciado misiones conjuntas con el programa Luna-Glob de Rusia, que atraviesa dificultades . ^{[ 308 ] [ 309 ]} Se planean dos misiones de exploración lunar, Chang'e 7 en 2026 y Chang'e 8 en 2028, antes de un alunizaje tripulado en 2029 o 2030. ^{[ 310 ] [ 311 ]}

Aunque la Luna tiene la menor categorización de protección planetaria , se ha debatido su degradación como cuerpo prístino y lugar científico. ^{[ 315 ]} Si se realiza astronomía desde la Luna , deberá estar libre de cualquier contaminación física y radioeléctrica . Si bien la Luna no tiene una atmósfera significativa, el tráfico y los impactos en ella generan nubes de polvo que pueden extenderse a grandes distancias y posiblemente contaminar el estado original de la Luna y su contenido científico especial. ^{[ 316 ]} La investigadora Alice Gorman afirma que, aunque la Luna es inhóspita, describirla como muerta niega su dinámica, que requiere una actividad humana sostenible para tratar la ecología lunar como un participante activo. ^{[ 317 ]}

El llamado " caso de los tardígrados " del módulo de aterrizaje Beresheet que se estrelló en 2019 y que transportaba tardígrados se ha discutido como un ejemplo de la falta de medidas y de regulación internacional para la protección planetaria . ^{[ 318 ]}

Los desechos espaciales más allá de la Tierra alrededor de la Luna se han considerado un desafío futuro con el creciente número de misiones a la Luna, particularmente como un peligro para dichas misiones. ^{[ 319 ] [ 320 ]} Por lo tanto, la gestión de los desechos lunares se ha planteado como un problema que las futuras misiones lunares, particularmente en la superficie, deben abordar. ^{[ 321 ] [ 322 ]}

Se han transportado restos humanos a la Luna, incluso por empresas privadas como Celestis y Elysium Space . Debido a que la Luna ha sido sagrada o significativa para muchas culturas, la práctica de los entierros espaciales ha suscitado críticas por parte de líderes de pueblos indígenas . Por ejemplo, el entonces presidente de la Nación Navajo , Albert Hale, criticó a la NASA por enviar las cenizas del científico Eugene Shoemaker a la Luna en 1998. ^{[ 323 ] [ 324 ]}

Junto a los restos de la actividad humana en la Luna, se han previsto algunas instalaciones permanentes, como la obra de arte del Museo de la Luna , mensajes de buena voluntad del Apolo 11 , seis placas lunares , el monumento a los astronautas caídos y otros artefactos. ^{[ 314 ]}

La Luna se ha utilizado como lugar para observaciones astronómicas y terrestres . La Tierra aparece en el cielo lunar con un tamaño aparente de 1°  48 ′ a 2°, ^{[ 325 ]} tres o cuatro veces el tamaño de la Luna o el Sol en el cielo terrestre, o aproximadamente el ancho aparente de dos dedos meñiques a la distancia de un brazo. Las observaciones desde la Luna comenzaron ya en 1966 con las primeras imágenes de la Tierra desde la Luna, tomadas por el Lunar Orbiter 1. De particular importancia cultural es la fotografía de 1968 llamada Earthrise , tomada por Bill Anders del Apolo 8 en 1968. En abril de 1972, la misión Apolo 16 instaló el primer telescopio dedicado, ^{[ 326 ] [ 327 ]} la Cámara/Espectrógrafo Ultravioleta Lejano , registrando varias fotos y espectros astronómicos. ^{[ 328 ]}

La Luna es reconocida como un excelente sitio para telescopios. ^{[ 329 ]} Está relativamente cerca; ciertos cráteres cerca de los polos son permanentemente oscuros y fríos, y especialmente útiles para telescopios infrarrojos ; y los radiotelescopios en la cara oculta estarían protegidos de la interferencia de radio de la Tierra. ^{[ 330 ]} El suelo lunar , aunque plantea un problema para cualquier parte móvil de los telescopios , puede mezclarse con nanotubos de carbono y epoxis y emplearse en la construcción de espejos de hasta 50 metros de diámetro. ^{[ 331 ]} Un telescopio lunar cenital puede construirse a bajo costo con un líquido iónico . ^{[ 332 ]}

Con el aumento de la actividad humana en la superficie de la Luna, aumentará la circulación atmosférica del polvo lunar, reduciendo las condiciones favorables para la astronomía desde la superficie, dependiendo de las medidas para mitigar la dispersión del polvo lunar. ^{[ 333 ]}

Los humanos han vivido en la Luna en grupos de dos y por hasta tres días. ^{[ 334 ]} En total, doce personas han permanecido en la Luna a lo largo de seis visitas. ^{[ 335 ]} Todos vivieron en un tipo de hábitat de superficie , el Módulo Lunar Apolo . ^{[ 336 ]} Durante estas estancias, algunas personas han pasado hasta un día entero recorriendo la superficie. ^{[ 334 ]}

Los desafíos al explorar la superficie surgen del polvo lunar que se adhiere a los trajes y herramientas, y que ha sido transportado al interior de los hábitats. Los astronautas podían saborear y oler el polvo, que huele a pólvora y fue denominado el "aroma Apolo". ^{[ 337 ]} Este fino polvo lunar puede causar problemas de salud . ^{[ 337 ]}

En 2019, al menos una semilla de planta germinó en un experimento a bordo del módulo de aterrizaje Chang'e 4. Fue transportada desde la Tierra junto con otros pequeños organismos vivos en su Micro Ecosistema Lunar . ^{[ 338 ]}

Aunque los módulos lunares esparcieron banderines de la Unión Soviética en la Luna, y los astronautas del Apolo plantaron simbólicamente banderas estadounidenses en sus lugares de aterrizaje , ninguna nación reclama la propiedad de ninguna parte de la superficie lunar. ^{[ 339 ]} Del mismo modo, no se considera creíble la propiedad privada de partes de la Luna, ni de la Luna en su totalidad . ^{[ 340 ] [ 341 ] [ 342 ]}

El Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967 define la Luna y todo el espacio ultraterrestre como la " provincia de toda la humanidad ". ^{[ 339 ]} Restringe el uso de la Luna a fines pacíficos, prohibiendo explícitamente las instalaciones militares y las armas de destrucción masiva . ^{[ 343 ]} La mayoría de los países son partes de este tratado. ^{[ 344 ]} El Acuerdo de la Luna de 1979 se creó para desarrollar y restringir la explotación de los recursos de la Luna por una sola nación, dejándola a un régimen regulatorio internacional aún no especificado. ^{[ 345 ]} A enero de 2020, había sido firmado y ratificado por 18 naciones, ^{[ 346 ]} ninguna de las cuales tiene capacidad para vuelos espaciales tripulados .

Desde 2020, varios países se han sumado a Estados Unidos en sus Acuerdos de Artemisa , que cuestionan el tratado. Además, Estados Unidos ha enfatizado en una orden ejecutiva presidencial («Fomentar el apoyo internacional para la recuperación y el uso de los recursos espaciales») que «Estados Unidos no considera el espacio ultraterrestre como un “bien común global ” » y califica el Acuerdo de la Luna como «un intento fallido de limitar la libre empresa». ^{[ 347 ] [ 348 ]}

Con la firma y ratificación por parte de Australia del Tratado de la Luna en 1986 y de los Acuerdos de Artemisa en 2020, se ha debatido la posibilidad de armonizarlos. ^{[ 295 ]} En este contexto, se ha propuesto un Acuerdo de Implementación para el Tratado de la Luna, como forma de subsanar sus deficiencias y armonizarlo con otras leyes y acuerdos, como los Acuerdos de Artemisa, para lograr una mayor aceptación. ^{[ 294 ] [ 296 ]}

Ante este creciente interés comercial y nacional, en particular por la prospección de territorios, los legisladores estadounidenses introdujeron a finales de 2020 una regulación específica para la conservación de los lugares históricos de aterrizaje ^{[ 349 ]} y grupos de interés abogaron por convertir dichos lugares en Patrimonio de la Humanidad ^{[ 350 ]} y zonas de valor científico en zonas protegidas, todo lo cual contribuye a la disponibilidad legal y la territorialización de la Luna. ^{[ 318 ]}

En 2021, la Declaración de los Derechos de la Luna ^{[ 351 ]} fue creada por un grupo de "abogados, arqueólogos espaciales y ciudadanos preocupados", basándose en precedentes del movimiento de los Derechos de la Naturaleza y el concepto de personalidad jurídica para entidades no humanas en el espacio. ^{[ 352 ] [ 353 ]}

Desde tiempos prehistóricos, las personas han tomado nota de las fases de la Luna y su ciclo creciente y menguante , y lo han utilizado para llevar un registro del tiempo. Se cree que los palos de conteo , huesos con muescas que datan de hace 20.000 a 30.000 años, marcaban las fases de la Luna. ^{[ 248 ] [ 355 ] [ 356 ]} El conteo de los días entre las fases de la Luna finalmente dio lugar a períodos de tiempo generalizados de los ciclos lunares como meses , y posiblemente de sus fases como semanas . ^{[ 357 ]}

Las palabras para el mes en una variedad de diferentes idiomas llevan esta relación entre el período del mes y la Luna etimológicamente. El mes inglés así como moon , y sus cognados en otras lenguas indoeuropeas (por ejemplo, el latín mensis y el griego antiguo μείς ( meis ) o μήν (mēn), que significa "mes") ^{[ 358 ] [ 359 ] [ 360 ] [ 361 ]} provienen de la raíz protoindoeuropea (PIE) de moon , * méh ₁ nōt , derivada de la raíz verbal PIE * meh ₁ -, "medir", "indicando una concepción funcional de la Luna, es decir, marcador del mes" ( cf. las palabras inglesas measure y menstrual ). ^{[ 362 ] [ 363 ] [ 364 ]} Para dar otro ejemplo de una familia lingüística diferente , el idioma chino utiliza la misma palabra (月) para luna que para mes , que además se puede encontrar en los símbolos para la palabra semana (星期).

Este sistema de medición del tiempo lunar dio origen a los calendarios lunisolares , históricamente dominantes pero variados. El calendario islámico del siglo VII es un ejemplo de calendario puramente lunar , donde los meses se determinan tradicionalmente por la observación visual del hilal, o luna creciente más temprana, sobre el horizonte. ^{[ 365 ]}

De particular importancia ha sido la ocasión de la luna llena , destacada y celebrada en diversos calendarios y culturas, como por ejemplo el Vesak budista . La luna llena que coincide con el equinoccio de otoño del hemisferio sur o norte se conoce a menudo como la luna de la cosecha y se celebra con festividades como el Festival de la Luna de la Cosecha del calendario lunar chino , su segunda celebración más importante después del Año Nuevo Lunar chino . ^{[ 366 ]}

Además, la asociación del tiempo con la Luna también se puede encontrar en la religión, como en el caso de la antigua deidad temporal y lunar egipcia Khonsu .

Aspectos lunares recurrentes de las deidades lunares

La media luna de Nanna/Sîn , c. 2100 a. C.

Tocado en forma de media luna, carroza y velificatio de Luna , siglos II-V.

Conejo lunar de la diosa lunar maya , siglos VI-IX

Los seres humanos no solo han observado la Luna desde tiempos prehistóricos , sino que también han desarrollado intrincadas percepciones de ella. Con el tiempo, la Luna ha sido caracterizada y asociada de muchas maneras diferentes, desde tener un espíritu o ser una deidad , hasta ser un aspecto de la misma o un aspecto astrológico , convirtiéndose en una parte importante de muchas cosmologías .

Esta rica historia de la observación de la Luna por parte de los humanos se ha evidenciado desde representaciones de hace 40.000 años y en forma escrita desde el cuarto milenio a. C. en los primeros casos de escritura . La astrónoma y poetisa más antigua conocida , Enheduanna , suma sacerdotisa acadia de la deidad lunar Nanna/Sin e hija de Sargón el Grande ( c. 2334 – c. 2279 a. C.), observó la Luna y escribió poemas sobre su Luna divina. ^{[ 252 ]}

La Luna ocupa un lugar destacado en la pintura de Vincent van Gogh de 1889, La noche estrellada . ^{[ 377 ]}

Una imagen icónica del Hombre en la Luna de la primera película de ciencia ficción ambientada en el espacio, Viaje a la Luna (1902, Georges Méliès ), inspirada en la historia de la literatura sobre viajes a la Luna.

La percepción de la Luna en la era moderna se ha visto influenciada por la astronomía moderna , posibilitada por los telescopios . Estos nuevos conocimientos inspiraron referencias culturales, conectando reflexiones románticas sobre la Luna ^{[ 378 ]} con ficción especulativa, como la ciencia ficción que trata sobre ella. ^{[ 377 ] [ 379 ]}

Los vuelos espaciales posteriores dieron paso a la era espacial , que produjo, especialmente con los primeros alunizajes, logros históricos y referentes para la sociedad global , representados a través de imágenes de la Tierra desde la distancia y resumidos en un asombro y una conciencia denominados efecto perspectiva , que culminaron en la alegría lunar al llegar a la Luna.

Vídeo del primer paso en la superficie de la Luna, realizado por Neil Armstrong y comentado con "Este es un pequeño paso para [un] hombre, un gran salto para la humanidad", que fue transmitido en directo a nivel internacional (1969, Apolo 11 ).

La imagen, muy reproducida, de Buzz Aldrin (Apolo 11), con Neil Armstrong y la Tierra reflejados en su visor. ^{[ 380 ]}

Esto ha estado acompañado de una reflexión pública y crítica sobre la relación cultural y legal de la humanidad con el cuerpo celeste , particularmente como objeto de imperialismo , como en la carrera espacial , y como objeto de colonialismo a través de la comercialización de los recursos lunares . ^{[ 318 ]} El poema de 1970 " Whitey on the Moon " se ha hecho famoso por su expresión de tales reflexiones críticas. ^{[ 381 ]} Otras reflexiones han invocado la naturaleza de la Luna, ^{[ 351 ]} planteando cuestiones como la conservación lunar y la sostenibilidad , ^{[ 320 ]} entendiendo la Luna como un bien común . ^{[ 382 ] [ 345 ] [ 353 ]}

En 2021, el 20 de julio se convirtió en el Día Internacional de la Luna , fecha del primer alunizaje tripulado . ^{[ 383 ]}

El efecto lunar es una supuesta correlación entre etapas específicas del ciclo lunar, que dura aproximadamente 29,5 días, y cambios fisiológicos y de comportamiento en los seres humanos en la Tierra. Los ciclos lunares tienen un impacto significativo en la cultura humana, pero no existe evidencia sólida que los conecte con la biología humana. ^{[ 384 ]}

La Luna se ha asociado durante mucho tiempo con la locura y la irracionalidad; las palabras "locura" y "lunático" derivan del nombre latino de la Luna, Luna . Los filósofos Aristóteles y Plinio el Viejo argumentaron que la luna llena inducía locura en individuos susceptibles, creyendo que el cerebro, que es mayormente agua, debía verse afectado por la Luna y su poder sobre las mareas, pero la gravedad de la Luna es demasiado débil para afectar a una sola persona. ^{[ 385 ]} En la sociedad moderna, se ha afirmado que los efectos lunares son responsables del supuesto aumento de ingresos en hospitales psiquiátricos, accidentes de tráfico, homicidios o suicidios durante la luna llena, ^{[ 385 ]} pero estas afirmaciones han sido invalidadas por al menos 37 estudios. ^{[ 386 ]}