C'est l'unique satellite naturel de notre planète, qui tourne inlassablement autour d'elle. La Lune tient compagnie à la Terre depuis 4,51 milliards d'années. Que sait-on de cet objet céleste, le plus exploré de l'espace par l'humanité ?

Elle a été analysée par plus d’une centaine de robots, foulée par douze visiteurs humains… et pourtant, la connaissons-nous vraiment si bien ? La Lune, cet astre familier, est le plus brillant et lumineux objet du ciel nocturne. Il contribue aussi à l’habitabilité de la Terre. Son importance scientifique, culturelle et même géopolitique n’est plus à démontrer. Mais tous ses mystères n’ont pas encore été levés et la Lune continue de fasciner.

Voici tout ce qu’il faut savoir sur la Lune en 22 questions.

Les caractéristiques de la Lune

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre et la cinquième plus grosse lune connue dans le système solaire. Que sait-on de ses caractéristiques ?

Quelle est la distance de la Lune à la Terre ?

En moyenne, 384 400 kilomètres séparent la Lune de la Terre — ce qui équivaut à 30 fois la Terre.

La distance moyenne entre la Lune et la Terre. // Source : Nino Barbey pour Numerama

Pourquoi parler de distance moyenne ? La Lune n’est pas toujours à la même distance de notre planète, car son orbite ne dessine pas un cercle.

  • À l’apogée, le point le plus éloigné de la Terre sur son orbite, la Lune est à environ 405 500 kilomètres de notre planète.
  • Au périgée, son point le plus proche, cette distance est d’environ 363 300 kilomètres.

La Lune s’éloigne très légèrement de la Terre, d’environ 3 centimètres par an. C’est pour cette raison qu’il pourrait un jour ne plus y avoir d’éclipse solaire totale, dans des millions d’années.

Quelle est la taille de la Lune ?

La Lune a un diamètre d’environ 3 480 kilomètres, soit moins d’un tiers de la largeur de la Terre.

Quelle est la masse de la Lune ?

La masse de la Lune est de 73 476 730 924 573 500 000 000 kilogrammes (soit 7,347 × 1022 kg). On peut aussi dire que la Lune représente un peu plus de 1 % de la masse de la Terre.

D’où vient le nom de la Lune ?

Notre Lune n’a pas d’autre nom que « la Lune », contrairement aux lunes d’autres planètes — comme Europe qui tourne autour de Jupiter, ou Encelade autour de Saturne. On comprend pourquoi en s’intéressant à l’étymologie du mot lune, « luna  » en latin, qui se rapporte à la brillance et à la lumière. Cela montre que la Lune n’était jadis pas définie comme un satellite.

Les astronomes ignoraient que d’autres lunes existaient : il n’y avait donc pas de raison de différencier la Lune en lui donnant un nom particulier. Ce n’est qu’à la fin de la Renaissance que, en prenant conscience que la Terre était une planète, on s’est aussi rendu compte du fait que la Lune n’était pas unique. La nécessité de nommer les lunes orbitant autour d’autres planètes que l’on découvrait s’est alors imposée, pour éviter toute confusion avec la Lune.

Quel est l’âge de la Lune ?

Son âge géologique est estimé à environ 4,51 milliards d’années.

Déterminer l’âge de la Lune est complexe. Alors que des scientifiques ont estimé qu’elle était plus vieille que prévu, d’autres travaux ont ensuite conclu qu’elle serait plus jeune. Connaître l’ancienneté de la Lune est essentiel afin d’en savoir plus sur notre propre planète. L’histoire de la Terre et celle de la Lune semblent liées intimement.

Quelle est la température sur la Lune ?

La surface de la Lune connaît d’importants écarts de température : il peut y faire entre -248 et 123°C. Certaines des températures les plus froides du système solaire ont été enregistrées au niveau des pôles de la Lune. Certains des cratères sont même plongés de façon permanente dans l’ombre.

À quoi ressemble la surface de la Lune ?

La Lune est parsemée de cratères, de poussières et de débris de comètes, astéroïdes et d’impacts de météoroïdes. Certaines de ses structures les plus imposantes peuvent même être repérées à l’œil nu ou aux jumelles. Les zones sombres de l’astre, que l’on appelle des mers, n’en sont pas véritablement : il s’agit de cratères d’impacts où de la lave a coulé il y a des milliards d’années. Du fait de ces impacts, la quasi-totalité de la Lune est couverte de poussières et de débris de roches, ce qu’on appelle le régolithe lunaire.

La Lune possède des volcans qui devaient être actifs pas le passé, mais sont tous en sommeil désormais. La Lune a une atmosphère très fine, l’exosphère, qui ne permet pas de respirer. La gravité de la Lune représente un sixième de celle de la Terre. On sait que les pôles de la Lune contiennent de l’eau gelée dans des cratères qui sont perpétuellement plongés dans l’ombre.

La surface de la Lune a aussi accueilli des objets divers, abandonnés là par les astronautes : des drapeaux américains, une caméra… et même du caca.

Est-ce que la Lune tourne ?

La Lune tourne sur elle-même (rotation) et autour de la Terre (révolution). On dit que sa rotation est synchrone. La Lune montre toujours la même face à la Terre, car sa période de rotation autour de notre planète est égale à sa période de rotation sur elle-même.

Il faut 27 jours à la Lune pour réaliser une orbite complète autour de la Terre. Comme la Terre se déplace elle aussi sur son orbite autour du Soleil, de notre point de vue la Lune semble mettre 29 jours à tourner autour de notre planète.

Fait-il jour et nuit sur la Lune ?

La face de la Lune que nous ne voyons pas depuis la Terre est surnommée la face cachée. Il ne faut pas déduire de cette expression qu’il y aurait une face lunaire toujours plongée dans l’ombre (en anglais, « a dark side of the Moon », une face sombre de la Lune) : les différentes parties de la Lune sont exposées au Soleil et plongées dans l’ombre.

Il y fait donc bien jour et nuit. Un jour sur la Lune correspond à presque 15 jours sur Terre, et une nuit sur la Lune correspond aussi à un peu moins de 15 jours terrestres.

La Lune est-elle considérée comme une planète ?

La Lune n’est pas considérée comme une planète, si on se réfère à la définition d’une planète donnée par l’Union astronomique internationale (IAU) : « Un corps céleste qui est en orbite autour du Soleil, possède une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme presque sphérique et a éliminé tout corps susceptible de se déplacer au voisinage de son orbite  ».

Mais il est vrai qu’elle a des caractéristiques qui peuvent y faire penser. Comme la Terre ou Mars, la Lune a une croûte, un manteau et un noyau. Quand la Lune s’est formée, elle l’a fait comme une planète, avec cette différenciation entre ses couches internes — ce sont les échantillons ramenés de l’espace, avec les différentes missions Apollo, qui ont permis de le savoir. On sait aussi grâce à ces missions que la Lune n’est pas morte géologiquement : outre les coulées de lave témoignant d’une ancienne activité volcanique, on a pu enregistrer des tremblements de Lune.

La Lune dans le système solaire. // Source : Nino Barbey pour Numerama

Les liens entre la Terre et la Lune

L’histoire de la Terre et celle de la Lune sont étroitement liées. Sans la Lune, la Terre serait probablement bien différente.

Comment s’est formée la Lune ?

La façon dont la Lune est née n’est pas connue avec certitude. Le scénario communément admis sur sa formation est le suivant : il y a environ 4,5 milliards d’années, un objet de la taille de Mars serait venu heurter la jeune Terre. Ce sont les débris de cet impact géant qui auraient abouti à la formation de la Lune. L’astre tout juste créé aurait été dans un état « fondu » : cet océan de magma se serait refroidi en 100 millions d’années.

Cet impact supposé pourrait avoir de nombreuses conséquences, comme favoriser l’apparition de la vie sur Terre ou détruire l’atmosphère terrestre. Des vestiges de cet événement se cachent peut-être dans les entrailles de la Terre.

Quel est le rôle de la Lune ?

La Lune a un effet bien connu sur les marées — elle a même pu jouer un rôle pour débloquer le canal de Suez en mars 2021. Elles sont produites par l’attraction gravitationnelle exercée par la Lune et le Soleil sur la Terre (l’influence du Soleil sur les marées équivaut à moins de la moitié de celle de la Lune). Sans la Lune, les marées seraient plus faibles.

Si la Lune n’était plus là, les nuits seraient plus sombres (ce qui pourrait être un avantage pour observer le ciel au télescope) et il n’y aurait plus d’éclipses de Lune ou d’éclipses de Soleil, mais les conséquences ne s’arrêteraient pas là. Il pourrait y avoir des conséquences sur la vie : on sait par exemple que le corail, des crabes et des poissons utilisent le clair de Lune comme repère pour entamer leur reproduction. Le phénomène des marées est également crucial pour de nombreuses espèces qui y sont sensibles. Même pour les humains, il y aurait des conséquences plus ou moins fâcheuses, sur la pêche… ou même la pratique du surf.

Les conséquences immédiates de la disparition de la Lune seraient dommageables, mais pas catastrophiques. Il faudrait plus de temps pour se rendre compte du plus gros impact (détaillé dans le paragraphe suivant), qui serait très gênant pour l’habitabilité de la Terre.

Peut-on vivre sans la Lune ?

La Lune contribue à l’habitabilité de notre planète, car elle modère l’oscillation de la Terre sur son axe, ce qui lui permet d’avoir un climat assez stable. Sans Lune, la rotation de la Terre serait déstabilisée.

L’axe de rotation de notre planète est actuellement incliné de 23,4°, par rapport au plan de l’orbite autour du Soleil. Il y a cependant une légère oscillation, très lente (elle s’étale sur 26 000 ans) et faible (elle fait varier l’axe de 2,4°). Si la Lune n’était plus là, cette variation prendrait des proportions extrêmes. L’impact sur le climat serait important et nous pourrions dire adieu aux saisons. La Terre pourrait même se coucher complètement sur le côté, avec ses pôles exposés à la chaleur et son équateur refroidi !

L’observation de la Lune

La Lune est l’astre le plus familier du ciel. Si vous voulez faire un peu d’astronomie, c’est vers elle que vous pouvez vous tourner en premier.

Pourquoi la Lune a-t-elle des phases ?

La Lune n’émet pas sa propre lumière, même lorsqu’elle nous semble très lumineuse dans le ciel nocturne : elle reflète simplement la lumière venant du Soleil.  L’étoile émet sa lumière depuis une direction et cette lumière illumine toujours un côté de la Lune (celui qui est face au Soleil). L’autre côté de la Lune est plongé dans la nuit.

Depuis la Terre, nous pouvons voir des phases. La forme de la Lune elle-même ne change pas, c’est notre vision de l’astre qui change. En fonction de l’endroit où la Lune est située sur sa trajectoire autour de notre planète, nous ne voyons pas sa face visible éclairée de la même manière. On peut résumer ces phases à l’aide d’emojis :

  • La nouvelle Lune 🌑
  • Le premier croissant de Lune 🌒
  • Le premier quartier de Lune 🌓
  • La Lune gibbeuse croissante 🌔
  • La pleine Lune 🌕
  • La Lune gibbeuse décroissante 🌖
  • Le dernier quartier de Lune 🌗
  • Le dernier croissant de Lune 🌘

Ces huit phases forment un cycle d’une durée de 27 jours environ.

Pourquoi n’y a-t-il pas d’éclipse de Lune chaque mois ?

Étant donné que la Lune est en orbite autour de la Terre et qu’on sait qu’il lui faut 29 jours environ pour en faire le tour, on pourrait se demander : pourquoi il n’y a pas d’éclipse de Lune tous les mois ?

Pour qu’une éclipse lunaire se produise, il faut que la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune : notre planète projette son ombre (partiellement ou totalement) sur la Lune. Or, même si la Lune fait bien le tour de la Terre régulièrement, elle ne passe pas systématiquement dans l’ombre de la Terre. La raison est que la trajectoire de la Lune autour de la Terre est inclinée, par rapport au plan écliptique — le plan dans lequel se trouve l’orbite de notre planète autour du Soleil.

La Lune peut donc très bien se trouver derrière la Terre, par rapport au Soleil, tout en continuant à être éclairée.

Comment prendre des photos de la Lune ?

La Lune est un beau spectacle à photographier, mais vous en avez sûrement fait l’expérience : une photo prise à la va-vite avec un équipement sommaire lui rend rarement justice — au smartphone, on obtient généralement une bouillie de pixels blancs sur fond noir.

Pour immortaliser la Lune, il est conseillé de suivre quelques recommandations : s’équiper du bon matériel, utiliser les bons réglages et maîtriser son cadre.

La « super Lune » existe-t-elle ?

Des expressions étranges sont parfois utilisées pour décrire la Lune. Généralement, ces surnoms sont associés au moment de la pleine Lune — mais cela arrive aussi avec la nouvelle Lune, par exemple.

L’un de ceux qui reviennent le plus fréquemment est celui de la « super Lune »… qui n’existe pas. La Nasa a visiblement contribué à le populariser en l’utilisant fréquemment ces dernières années. Pourtant, il s’agit d’une expression astrologique et non astronomique, qui fait simplement référence à la coïncidence de deux phénomènes : lorsque la pleine Lune se produit à peu près au moment où la Lune est à sa distance minimale avec la Terre.

D’autres fois, vous pourrez entendre parler de « pleine Lune des fraises », de « super Lune rose », de « pleine Lune du castor »… Vous trouverez ici le florilège complet des surnoms de la Lune. La confusion survient quand ces surnoms sont repris dans des communications scientifiques officielles ou dans la sphère médiatique, sans un minimum de contexte sur leurs origines culturelles.

L’exploration de la Lune

La Lune est le corps céleste le plus exploré par l’humanité, à la fois en surface et sur son orbite. Pour l’instant, c’est le seul autre monde où des humains ont posé le pied.

Quelle est la durée du voyage pour aller sur la Lune ?

Il faut compter environ 3 jours pour effectuer le voyage vers la Lune. La mission la plus lente à avoir atteint la Lune est SMART-1 (plus d’un an de voyage, avec propulsion par un moteur ionique) et la plus rapide est Luna 1 (34 heures).

Quelles missions explorent la surface de la Lune ?

Depuis 1959, de très nombreuses missions se sont approchées de la Lune. Beaucoup se sont achevées sur un impact. La première à réussir un atterrissage en douceur sur l’astre est la mission soviétique Luna 9, en 1966.

Actuellement, une mission chinoise est active à la surface de la Lune : l’atterrisseur Yutu-2, de la mission Chang’e 4. Le robot a une longévité impressionnante : il a passé plus de 1 000 jours en activité sur la Lune. La Chine avait aussi lancé une mission Chang’e 5 sur la Lune, qui lui a permis de rapporter des échantillons de l’astre et de s’imposer ainsi parmi les grandes puissances spatiales.

L’Inde a également tenté de se poser sur la Lune avec l’atterrisseur de sa mission Chandrayaan-2. Atteindre la surface lunaire était aussi l’objectif d’Israël, avec Beresheet. Ces deux tentatives se sont soldées par des crashs.

De son côté, la Nasa a un projet de rover lunaire, baptisé VIPER, qui devra explorer le pôle Sud de la Lune.

Quelles missions sont en orbite autour de la Lune ?

Autour de la Lune, la Nasa dispose de la sonde LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) depuis 2009. Avec cette mission, l’objectif est à la fois d’étudier l’astre sur le plan scientifique, et de préparer de futures missions habitées lunaires.

La Nasa possède aussi deux vaisseaux baptisés ARTEMIS (Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon’s Interaction with the Sun), positionnés sur des orbites parallèles à celle de la Lune.

Combien d’humains ont marché sur la Lune ?

La Lune est l’unique astre en dehors de la Terre sur lequel des humains ont marché. Au total, 24 astronautes ont voyagé vers la Lune, dans le cadre du programme Apollo. Ils sont douze à avoir foulé la surface de l’astre. La dernière fois qu’un humain a marché sur la Lune, c’était en 1972.

Quand va-t-on retourner sur la Lune ?

La Nasa a pour projet de retourner sur la Lune, afin d’y établir une présence humaine durable, en 2024. Néanmoins, les retards pourraient décaler cette deadline à 2025 ou 2026. Dans le cadre du programme Artémis, l’agence spatiale compte envoyer le prochain homme et la première femme sur la Lune. Un projet de station spatiale est prévu, sous le nom de « Lunar Gateway » — lui aussi risque de faire l’objet d’un report.

Le logo du programme Artémis souligne à la fois l’hommage au passé de l’exploration lunaire avec le programme Apollo, et une ouverture sur l’avenir avec la planète Mars comme prochain objectif.

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