I moti lunari
Orbita
- L’orbita.
La Luna ruota attorno alla Terra lungo un’orbita ellittica. Il piano sul quale ruota la Luna è inclinato di circa 5° rispetto all’Eclittica.
La linea di intersezione tra i due piani è detta "linea dei nodi" ed identifica sull’orbita lunare due punti chiamati nodo ascendente N e nodo discendente N’. Il nodo è ascendente è detto così perché la Luna passa dalla parte della sua orbita che si trova sotto l’Eclittica a quella sopra. Il nodo è discendente quando avviene il contrario.
La linea dei nodi ruota in senso opposto rispetto al moto della Luna lungo la sua orbita. In conclusione il tempo impiegato perché la linea dei nodi compia una rotazione completa è definito Saros o ciclo delle eclissi e corrisponde a 18 anni e 10 od 11 giorni (il numero dei giorni dipende dal numero di anni bisestili presenti in ogni ciclo).La linea che congiunge l’apogeo al perigeo viene definita linea degli apsidi e ruota attorno alla Luna, così come la linea dei nodo, nella stessa direzione con un periodo di 8,85 anni.
- Le distanze.
La Luna è il corpo celeste più vicino alla Terra. La sua distanza media è di 384.400 Km. Nell’arco di una lunazione la distanza Terra – Luna varia di circa 45 mila Km. Oltretutto la distanza massima (apogeo) e minima (perigeo) non resta costante ma varia secondo regole non semplici. Molte sono le perturbazioni gravitazionali che influenzano il moto del nostro satellite, di conseguenza è difficile prevedere le misure reali dell’apogeo e del perigeo. Quando l’asse maggiore dell’orbita lunare è perpendicolare alla linea Terra – Luna la differenza tra il perigeo e l’apogeo si riduce. La minima distanza Terra – Luna si raggiungerà il primo gennaio 2257 e quella minima il 7 gennaio 2266.
Qui di seguito sono riportati i dati principali inerenti alle distanze Terra – Luna.
Apogeo media 405.503 Km
massima 406.720 Km
Perigeo media 363.296 Km
minima 356.371 Km
Anche se non sembra, la Terra e la Luna costituiscono un sistema binario, cioè ruotano una attorno all’altra. Il baricentro di tale sistema si trova 17 Km al di sotto delle superfici terrestri.
Fasi e rotazione
- La rotazione e le fasi lunari
Guardando la Luna in diverse serate ci accorgiamo che la faccia che essa ci rivolge è sempre la stessa mentre l’illuminazione della sua superficie varia di giorno in giorno.
La Luna ci volge sempre la stessa faccia perché il suo periodo di rivoluzione attorno alla Terra coincide con quello di rotazione attorno al suo asse. La coincidenza dei due moti determina una durata del giorno lunare di 29.5 giorni terrestri, di cui 14.25 di luce e 14.25 di buio. L’asse lunare è inclinata di pochi gradi di conseguenza non si osservano variazioni nella durata del giorno lunare.
Inoltre, se osserviamo il nostro satellite in diverse serate successive, ci rendiamo conto facilmente che le sue condizioni di illuminazione non sono sempre le stesse; la faccia della Luna rivolta verso la Terra si presenta ora illuminata completamente, ora solo parzialmente, ora del tutto oscura.
Questi aspetti, che chiamiamo fasi lunari sono dovuti alle varie posizioni che la Luna assume non solo rispetto alla Terra ma anche rispetto al Sole che provvede alla sua illuminazione.
Quando la Luna si trova dalla stessa parte del Sole (congiunzione) l’emisfero che essa rivolge verso di noi non è colpito dai raggi del Sole e quindi risulta oscuro: abbiamo allora la fase di NOVILUNIO o LUNA NUOVA
Quando la Luna si trova dalla parte opposta (opposizione), la sua parte illuminata è proprio quella rivolta verso di noi ed allora abbiamo il PLENILUNIO o LUNA PIENA:
Fra queste due posizioni, se ne hanno altre due principali, quando cioè la luna occupa i vertici di un triangolo rettangolo ideale con la Terra dalla parte dell’angolo retto: in entrambi i casi dell’emisfero illuminato noi vediamo solo la parte rivolta verso di noi, quindi un quarto di Luna. Le due fasi corrispondenti sono quindi il PRIMO QUARTO e l’ULTIMO QUARTO (fig.2).
La prima falce di Luna dopo il plenilunio si può osservare subito dopo il tramonto. 
Durante le serate successive la Luna, alla stessa ora, si troverà sempre più ad Est. In conseguenza a ciò la Luna tramonta ogni giorno 55 minuti dopo rispetto alla serata precedente.
Questo ritardo è dovuto al fatto che la Luna si sposta nel cielo di 13° rispetto alle stelle. Perché la Luna si possa ritrovare nella stessa posizione intercorrono 23,32 giorni che corrispondono ad un giorno siderale. Inoltre il sole si sposta di 0,9° rispetto alle stelle ogni giorno. Dato che il moto della Luna e del Sole avvengono nella stessa direzione la velocità relativa del nostro satellite rispetto al Sole sarà di 12,2° al giorno. Per tornare alla stessa fase, cioè nella stessa configurazione Sole-Luna passeranno 29,5 giorni, cioè un mese sinodico o lunazione.
- Le Librazioni
Benché la Luna ci rivolga sempre la stessa faccia, da Terra riusciamo ad osservare più della metà della superficie ed in particolare il 59 %.Questo fenomeno fu scoperto da Galileo Galilei e spiegato da Newton. Esso di deve ad oscillazioni apparenti del globo lunare prodotte dalla variazione del nostro punto di osservazione. Tali oscillazioni vengono definite librazioni e ne esistono di quattro tipi:
Librazione in latitudine
Consente di vedere a periodi alterni una parte maggiore della regione polare Nord o Sud. Questo fenomeno si deve che l’asse di rotazione della Luna è sempre inclinato nella stessa direzione. Un punto posto sull’equatore lunare si trova ad ogni lunazione 6° 41’ al di sopra dell’orbita per 14 giorni e 6°41’ al di sotto per i restanti 14 giorni.
Librazione in longitudine
Consente di osservare a periodi alterni le regioni più orientali ed occidentali. Questo movimento è una conseguenza del moto non uniforme della Luna attorno alla Terra (2^ legge di Keplero). Dato che la rotazione della Luna è costante dopo un quarto di rivoluzione la Luna si è girata di 90° ma nel contempo avrà percorso 97° lungo l’orbita. Il meridiano centrale della Luna subisce uno spostamento di 8° a est od a ovest. Questa è la longitudine aggiuntiva osservabile.
Librazione parallattica o diurna
E’ dovuta al fatto che l’osservatore non si trova al centro della Terra ma sulla sua superficie. La rotazione della Terra fa variare il punto di vista di 1° di conseguenza al sorgere della Luna si potranno osservare 32" di superficie in più sul lembo est ed al suo tramonto sul lembo ovest.
Librazione fisica
E’ di entità trascurabili e si deve a piccole oscillazioni della Luna attorno al suo centro di gravità. Fu scoperta da Bessel all’Osservatorio di Parigi nel 1839.