La réponse courte est que la distance moyenne jusqu'à la Lune est de 384 403 km (238 857 miles). Mais avant de penser qu'il s'agit de la réponse finale, vous devez tenir compte de quelques éléments. Pour commencer, notez l'utilisation du mot « moyen ». Cela fait référence au fait que la Lune orbite autour de la Terre selon un schéma elliptique, ce qui signifie qu'à certains moments, elle s'éloignera ; tandis que dans d'autres, il sera plus proche.
Par conséquent, le nombre 384 403 km est une distance moyenne que les astronomes appellent le demi-grand axe. À son point le plus proche (appelé périgée), la Lune n'est qu'à 363 104 km (225 622 miles). Et à son point le plus éloigné (appelé apogée), la Lune atteint une distance de 406 696 km (252 088 miles).
Cela signifie que la distance de la Terre à la Lune peut varier de 43 592 km. C'est une assez grande différence, et cela peut faire apparaître la Lune de taille très différente selon l'endroit où elle se trouve sur son orbite. Par exemple, la taille de la Lune peut varier de plus de 15 % entre le moment où elle est la plus proche et celle où elle est la plus éloignée.
Cela peut également avoir un effet dramatique sur la luminosité de la lune lorsqu'elle est dans sa phase complète. Comme on pouvait s'y attendre, les pleines lunes les plus brillantes se produisent lorsque la Lune est la plus proche, qui sont généralement 30 % plus lumineuses que lorsqu'elle est la plus éloignée. Quand c'est une Pleine Lune et que c'est une Lune proche, c'est ce qu'on appelle un super lune ; qui est également connu sous son nom technique – périgée-syzygie.
Pour avoir une idée de ce à quoi tout cela ressemble, consultez l'animation ci-dessus qui a été publiée par le Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio en 2011. L'animation montre la phase géocentrique, la libration, l'angle de position de l'axe et le diamètre apparent de la Lune tout au long de l'année, à intervalles d'une heure.
À ce stade, une bonne question à poser serait : comment savons-nous à quelle distance se trouve la Lune ? Eh bien, cela dépend delorsqueparlaient. A l'époque de la Grèce antique, les astronomes s'appuyaient sur une géométrie simple, le diamètre de la Terre - qu'ils avaient déjà calculé comme étant l'équivalent de 12 875 km (ou 8000 miles) - et les mesures d'ombres pour rendre le premier (relativement) précis estimations.
Après avoir observé et enregistré le fonctionnement des ombres sur une longue période de l'histoire, les anciens Grecs avaient déterminé que lorsqu'un objet est placé devant le Soleil, la longueur d'une ombre que cela génère sera toujours 108 fois le diamètre de l'objet lui-même. Ainsi, une balle mesurant 2,5 cm (1 pouce) de diamètre et placée sur un bâton entre le Soleil et le sol créera une ombre triangulaire qui s'étend sur 270 cm (108 pouces).
Ce raisonnement a ensuite été appliqué aux phénomènes des éclipses lunaires et solaires.
Dans le premier cas, ils ont découvert que la Lune était imparfaitement bloquée par l'ombre de la Terre et que l'ombre faisait environ 2,5 fois la largeur de la Lune. Dans ce dernier, ils ont noté que la Lune était d'une taille et d'une distance suffisantes pour bloquer le Soleil. De plus, l'ombre qu'il créerait se terminerait sur la Terre et se terminerait dans le même angle que l'ombre de la Terre, ce qui en fait des versions de tailles différentes du même triangle.
En utilisant les calculs sur le diamètre de la Terre, les Grecs ont estimé que le plus grand triangle mesurerait un diamètre de la Terre à sa base (12 875 km/8 000 miles) et ferait 1 390 000 km (864 000 miles) de long. L'autre triangle serait l'équivalent de 2,5 diamètres de Lune de large et, puisque les triangles sont proportionnés, de 2,5 orbites de Lune de haut.
L'addition des deux triangles donnerait l'équivalent de 3,5 orbites de la Lune, ce qui créerait le plus grand triangle et donnerait la mesure (encore une fois, relativement) précise de la distance entre la Terre et la Lune. En d'autres termes, la distance est de 1,39 million de km (864 000 miles) divisé par 3,5, ce qui correspond à environ 397 500 km (247 000 miles). Pas vraiment génial, mais pas mal pour les peuples anciens !
Expérience de télémétrie laser lunaire de la mission Apollo 11. Crédit : NASA
Aujourd'hui, des mesures au millimètre près de la distance lunaire sont effectuées en mesurant le temps nécessaire à la lumière pour se déplacer entre les stations LIDAR ici sur Terre et les rétroréflecteurs placés sur la Lune. Ce processus est connu sous le nom de Expérience de télémétrie laser lunaire , un processus rendu possible grâce aux efforts des missions Apollo.
Lorsque les astronautes ont visité la Lune il y a plus de quarante ans, ils ont laissé une série de miroirs rétroréfléchissants sur la surface lunaire. Lorsque des scientifiques ici sur Terre tirent un laser sur la Lune, la lumière du laser est réfléchie directement vers eux par l'un de ces appareils. Pour 100 quadrillions de photons tirés sur la Lune, seule une poignée revient, mais cela suffit pour obtenir une évaluation précise.
Étant donné que la lumière se déplace à près de 300 000 kilomètres (186 411 miles) par seconde, il faut un peu plus d'une seconde pour effectuer le voyage. Et puis il faut encore environ une seconde pour revenir. En calculant le temps exact qu'il faut à la lumière pour effectuer le voyage, les astronomes sont en mesure de savoir exactement à quelle distance se trouve la Lune à tout moment, avec une précision millimétrique.
Grâce à cette technique, les astronomes ont également découvert que la Lune s'éloigne lentement de nous, à une vitesse glaciaire de 3,8 cm (1,5 pouces) par an. Dans des millions d'années dans le futur, la Lune apparaîtra plus petite dans le ciel qu'elle ne le fait aujourd'hui. Et dans un milliard d'années environ, la Lune sera visuellement plus petite que le Soleil et nous ne connaîtrons plus d'éclipses solaires totales.
Nous avons écrit de nombreux articles sur la Lune pour Universe Today. Voici un article sur la façon dont LCROSS a découvert des seaux d'eau sur la Lune , et voici un article sur combien de temps il faut pour aller sur la lune .
Si vous souhaitez plus d'informations sur la Lune, consultez Guide d'exploration du système solaire de la NASA sur la Lune , et voici un lien vers La page des sciences lunaires et planétaires de la NASA .
Nous avons enregistré plusieurs épisodes d'Astronomy Cast sur la Lune. en voici une bonne, Épisode 113: La Lune, Partie 1 .
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