ALua é o únicosatélite natural daTerra[nota 1] e o quinto maior doSistema Solar. É o maior satélite natural de um planeta no sistema solar em relação ao tamanho do seucorpo primário,[nota 2] tendo 27% do diâmetro e 60% da densidade da Terra, o que representa1⁄81 da suamassa. Entre os satélites cuja densidade é conhecida, a Lua é o segundo mais denso, atrás deIo. Estima-se que a formação da Lua tenha ocorrido há cerca de4,51mil milhões* de anos,[2] relativamente pouco tempo após a formação da Terra. Embora no passado tenham sido propostas várias hipóteses para a sua origem, a explicação mais consensual atualmente é a de que a Lua tenha sido formada a partir dos detritos de umimpacto de proporções gigantescas entre a Terra e umoutro corpo do tamanho deMarte.
A Lua encontra-se emrotação sincronizada com a Terra, mostrando sempre a mesmaface visível, marcada pormares vulcânicos escuros entre montanhas cristalinas e proeminentescrateras de impacto. É o mais brilhante objeto no céu a seguir aoSol, embora a sua superfície seja na realidade escura, com uma refletância pouco acima da do asfalto. A sua proeminência no céu e o seu ciclo regular defases tornaram a Lua, desde aantiguidade, uma importante referência cultural na língua, emcalendários, na arte e na mitologia. A influência da gravidade da Lua está na origem dasmarés oceânicas e aoaumento do dia sideral da Terra. A sua atual distância orbital, cerca de trinta vezes o diâmetro da Terra, faz com que no céu o satélite pareça ter o mesmo tamanho do Sol, permitindo-lhe cobri-lo por completo durante umeclipse solar total.
A Lua é o únicocorpo celeste para além da Terra no qual os seres humanos jápisaram. OPrograma Luna, daUnião Soviética, foi o primeiro a atingir a Lua comsondas não tripuladas em 1959. OPrograma Apollo, do governo dosEstados Unidos, permitiu a realização das únicas missões tripuladas até hoje ao satélite, desde a primeira viagem tripulada em 1968 pelaApollo 8, até seis alunagens tripuladas entre 1969 e 1972, a primeira das quais aApollo 11. Estas missões recolheram mais de 380 quilogramas derochas lunares que têm sido usadas no estudo sobre a origem,história geológica eestrutura interna da Lua.
Após a missãoApollo 17, em 1972, a Lua foi visitada apenas por naves espaciais não tripuladas, como pela última sonda do programa soviéticoLunokhod. Desde 2004,Japão,China,Índia,Estados Unidos e aAgência Espacial Europeia enviaram sondas espaciais ao satélite natural. Estas naves espaciais têm contribuído para confirmar a descoberta de água gelada em crateras lunares permanentemente escuras nos pólos e vinculada aoregolito lunar. Missões tripuladas futuras para a Lua foram planejadas, através de esforços de governos e do financiamento privado. A Lua permanece, conforme acordado noTratado do Espaço Exterior, livre para todas as nações que queiram explorar o satélite para fins pacíficos.
O termo emportuguêsLua tem origem nolatimLuna. Outro termo menos comum éselene, derivado dogrego antigoselene (Σελήνη), de onde o prefixo "seleno-" (como emselenografia) derivou-se.[3]
Impressão artística do impacto entre aTerra eTheia. Os destroços do impacto teriam posteriormente formado a Lua
Têm sido propostos vários mecanismos para explicar a formação da Lua, a qual ocorreu há 4,527 ± 0,010mil milhões de anos e entre 30 e 50 milhões de anos após a origem doSistema Solar.[4] Uma pesquisa recente propõe uma idade ligeiramente mais jovem, entre 4,4 e4,45mil milhões* de anos.[5][6] Entre os mecanismos propostos estão afissão da Lua a partir dacrosta terrestre através deforça centrífuga[7] (o que exigiria uma imensa força de rotação da Terra),[8] a captura gravitacional de uma lua pré-formada[9] (o que exigiria uma improvávelatmosfera alargada da Terra capaz dedissipar a energia da passagem da Lua)[8] e a formação simultânea da Terra e da Lua nodisco de acreção primordial (que não explica o esgotamento deferro metálico na Lua).[8] Estas hipóteses também não conseguem explicar o elevadomomento angular do sistema Terra-Lua.[10]
A hipótese que hoje em dia prevalece é a de que o sistema Terra- Lua se formou em resultado de umgigantesco impacto, durante qual um corpo do tamanho deMarte, denominadoTheia, colidiu com a recém-formadaproto-Terra, projetando material para a suaórbita que se aglutinou até formar a Lua.[11] Modelos de computador do gigantesco cenário de impacto frequentemente afirmam que mais de 60% da lua deveria ser feita de material de Theia, mas a Lua e a Terra são um espelho de uma para a outra em sua composição, lançando dúvidas sobre uma origem principalmente de material lunar extraterrestre e, portanto, a única explicação de impacto.[12] Essa objeção intrigante pode ser resolvida se a lua se formar quando Theia atingir a Terra enquanto ela ainda era jovem e coberta derocha derretida.[13] Uma teoria de 2017 propõe que a lua é feita de mini-luas. Uma amálgama de mini-luas explica por que a lua tem uma composição química terrestre.[14]
Dezoito meses antes de uma conferência sobre a possível origem da Lua em outubro de 1984, Bill Hartmann, Roger Phillips e Jeff Taylor desafiaram os colegas cientistas ao dizer: "Vocês têm 18 meses. Voltem para os dados daApollo, voltem para os computadores, façam o que tiverem que fazer, mas decidam-se. Não venham para a conferência a menos que tenham algo a dizer sobre o nascimento da Lua." Na conferência de 1984 emKona, noHavaí, ahipótese do grande impacto emergiu como a mais popular. "Antes da conferência havia partidários das três teorias "tradicionais", além de algumas pessoas que estavam começando a considerar o impacto gigante como uma possibilidade séria e havia um enorme grupo apático que achava que o debate jamais seria resolvido. Posteriormente, havia essencialmente apenas dois grupos: os defensores do grande impacto e os agnósticos".[15]
Pensa-se que os impactos gigantes tenham sido comuns nos primórdios do Sistema Solar. As simulações em computador do modelo do grande impacto são consistentes com as medições domomento angular do sistema Terra-Lua e com o pequeno tamanho do núcleo lunar. Estas simulações mostram também que a maior parte da Lua tem origem no corpo que embateu, e não na proto-Terra.[16] No entanto, há testes mais recentes que sugerem que a maior parte da Lua se formou a partir da Terra, e não do impacto.[17][18][19]
Osmeteoritos mostram que os outros corpos do Sistema Solar interior, como Marte eVesta, têm composições isotópicas deoxigénio etungsténio muito diferentes das encontradas na Terra, enquanto a Terra e a Lua têm composições isotópicas praticamente idênticas. A mistura de material vaporizado entre a Terra e a Lua em formação após o impacto poderia ter equilibrado as suas composições isotópicas,[20] embora isto ainda seja debatido.[21]
A grande quantidade de energia libertada no evento de grande impacto e a posterior aglutinação de material na órbita da Terra teriam fundido a camada externa terrestre, formando um oceano demagma.[22][23] A recém-formada Lua teria tido também o seu próprio oceano de magma lunar; cuja profundidade se estima ter sido entre 500 km e o raio total da Lua.[22] Apesar da hipótese do grande impacto ser precisa na explicação de muitas linhas de evidência, existem ainda algumas questões em aberto, a maioria delas sobre a composição da Lua.[24]
Em 2001, uma equipa doInstituto Carnegie de Washington divulgou a medição mais precisa das assinaturas isotópicas de rochas lunares até à atualidade.[25] Para sua surpresa, descobriram que as rochas do programa Apollo apresentavam uma assinatura isotópica idêntica à de pedras da Terra e diferente de quase todos os outros corpos do Sistema Solar. Tratou-se de uma observação inesperada, uma vez que se acreditava que a maior parte do material que entrou em órbita para formar a Lua fosse proveniente de Theia. Em 2007, um grupo de investigadores doInstituto de Tecnologia da Califórnia anunciou que a probabilidade da Terra e de Theia terem assinaturas isotópicas idênticas era inferior a 1%.[26] Uma análise deisótopos detitânio nas amostras lunares trazidas pela Apollo, publicada em 2012, demostrou que a Lua tem a mesma composição que a Terra.[27]
A Lua é umcorpo diferenciado: a suacrosta,manto e núcleo são distintos em termosgeoquímicos. A Lua possui um núcleo interno sólido e rico em ferro com 240 km deraio e um núcleo externo fluido composto essencialmente por ferro em fusão e com um raio de aproximadamente 300 km. O núcleo é envolto por uma camada parcialmente em fusão com um raio de cerca de 500 km.[29] Pensa-se que esta estrutura se tenha desenvolvido a partir dacristalização fracionada de um oceano de magma global, pouco tempo depois da formação da lua, há cerca de 4,5 mil milhões de anos.[30] A cristalização deste oceano de magma teria criado um mantomáfico através deprecipitação e afundamento dos mineraisolivina,piroxena eortopiroxena. Após a cristalização de cerca de três quartos do oceano de magma, tornou-se possível a formação deplagioclases que permaneceram à superfície, formando a crosta.[31] Os últimos líquidos a cristalizar teriam inicialmente permanecido entre a crosta e o manto, com elevada abundância de elementos incompatíveis e produtores de calor.[32] De forma consistente com esta hipótese, o mapeamento geoquímico a partir de órbita revela que a crosta é composta principalmente poranortosito,[33] enquanto que as amostras derocha lunar dos rios de lava que emergiram à superfície a partir da fusão parcial do manto confirmam a composiçãomáfica do manto, o qual é mais rico em ferro do que o da Terra.[32] As análises geofísicas sugerem que a crosta tenha em média 50 km de espessura.[32]
A Lua é o segundo satélite mais denso do Sistema Solar, atrás apenas deIo.[34] No entanto, o seu núcleo interno é pequeno, com um raio de apenas 350 km ou menos,[32] o que corresponde apenas a cerca de 20% da sua dimensão, em contraste com os cerca de 50% da maior parte dos outroscorpos terrestres. A sua composição não está ainda confirmada, mas é provavelmente de ferro metálico ligado com uma pequena quantidade deenxofre eníquel. A análise da rotação da Lua indica que o núcleo se encontra num estado de fusão, pelo menos parcialmente.[35]
Topografia da Lua. Note a região da Bacia do Polo Sul-Aitken, à esquerda, onde se encontram as menores altitudes do relevo lunar
Atopografia da Lua tem sido medida através dealtimetria laser eanálise estereoscópica.[36] A característica topográfica mais proeminente é aBacia do Polo Sul-Aitken, com cerca de 2 240 km de diâmetro, o que faz dela a maior cratera lunar e a maior cratera conhecida do Sistema Solar.[37][38] Com 13 km de profundidade, a sua base é o ponto de menor altitude na Lua.[37][39] Os pontos de maior altitude encontram-se imediatamente a nordeste, tendo sido sugerido que esta área possa ter sido formada através do próprio impacto oblíquo na superfície que deu origem à bacia.[40] As outras bacias de impacto de grande dimensão, como os maresImbrium,Serenatis,Crisium,Smythii eOrientale, possuem igualmente pouca altitude e orlas elevadas.[37] A face oculta da lua tem uma altitude média cerca de 1,9 km superior à face visível.[32]
As planícies lunares escuras e relativamente desertas que podem ser facilmente observadas a olho nu são denominadasmares (oumaria emlatim, singularmare), uma vez que os astrónomos da Antiguidade acreditavam que continham água.[41] Sabe-se hoje que são vastos depósitos de antiga lavabasáltica. Embora semelhantes aos basaltos terrestres, os basaltos dos mares têm uma abundância muito maior de ferro, ao mesmo tempo que não possuem quaisquer minerais alterados pela água.[42][43] A maioria destas lavas afluiu ou foi projetada para as depressões formadas porcrateras de impacto, uma vez que eram as regiões de menor altitude da topografia lunar. Na orla dos mares, encontram-se váriasprovíncias geológicas comvulcões-escudo edomos lunares.[44]
Os mares encontram-se quase exclusivamente na face visível da Lua, cobrindo 31% da sua superfície,[45] enquanto que na face oculta são raros e apenas cobrem 2% da superfície.[46] Pensa-se que isto seja devido àconcentração de elementos produtores de calor na face visível, observada em mapas geoquímicos obtidos através deespectómetros deraios gama, a qual poderia ter provocado o aquecimento, fusão parcial, subida à superfície e erupção do manto inferior.[31][47][48] A maior parte dos basaltos presentes nos mares surgiu durante erupções no período ímbrico, há cerca de 3-3,5 mil milhões de anos, embora algumas amostras datadas através deradiometria sejam de há 4,2 mil milhões de anos,[49] enquanto que as erupções mais recentes datam de há apenas 1,2 mil milhões de anos.[50]
As regiões mais claras da superfície lunar são denominadasterrae ou montanhas, uma vez que são mais elevadas do que a maior parte dos mares. Têm sido datadas, através de radiometria, de há 4,4 mil milhões de anos, e podem representarcumulatos deplagioclase do oceano de magma lunar.[49][50] Em contraste com a Terra, pensa-se que nenhuma das principais cadeias montanhosas da Lua tenha sido formada em consequência de eventos tectónicos.[51]
A concentração de mares na face visível é provavelmente o reflexo de uma crosta substancialmente mais espessa nas montanhas da face oculta, as quais podem ter sido formadas durante o impacto a pouca velocidade de uma segunda lua terrestre poucas dezenas de milhões de anos após a formação das próprias luas.[52][53]
Quatro vistas da Lua. Da esquerda para a direita: olado oculto, vista da direita,lado visível e vista da esquerda. Observe que o lado voltado para aTerra apresenta muito mais regiões escuras (mares lunares) que a face oculta.
O outro principal processo geológico que afetou a superfície lunar foi a formação decrateras de impacto,[54] em consequência da colisão de asteroides e cometas com a superfície lunar. Estima-se que só na face visível existam trezentas mil crateras com diâmetro superior a 1km.[55] Algumas são batizadas em homenagem a investigadores, cientistas e exploradores.[56] Aescala de tempo geológico lunar baseia-se nos principais eventos de impacto, como onectárico,ímbrico ou oMare Orientale, estruturas caracterizadas por vários anéis de material revolto, geralmente com centenas ou dezenas de quilómetros de diâmetro e associadas a uma gama diversa de depósitos de material projetado que formam umhorizonte estratigráfico regional.[57] A ausência de atmosfera, meteorologia e processos geológicos recentes significa que muitas destas crateras se encontram perfeitamente preservadas. Embora só algumas das bacias com múltiplos anéis tenham sido datadas em definitivo, são, no entanto, usadas como referência para atribuir datas relativas. Uma vez que as crateras de impacto se acumulam a um ritmo relativamente constante, a contagem do número de crateras em determinada área pode ser usada para estimar a idade da superfície.[57] As idades radiométricas das rochas de impacto recolhidas durante as missões Apollo datam de há 3,8-4,1 mil milhões de anos. Isto tem sido usado para propor a existência de umIntenso bombardeio tardio de impactos.[58]
A crosta lunar é revestida por uma superfície de rocha pulverizada denominadaregolito, formada por processos de impacto. O regolito mais fino, o solo lunar dedióxido de silício, tem uma textura semelhante à neve e odor semelhante apólvora usada.[59] O regolito das superfícies mais antigas é geralmente mais espesso que o das superfície mais jovens, variando entre 10 a 20 metros nas terras altas e 3 a 5 metros nos mares.[60] Por baixo da camada de regolito encontra-se o megaregolito, uma camada de rocha matriz bastante fraturada com vários quilómetros de espessura.[61]
Composição de imagens do polo sul lunar obtida pela sondaClementine.
Não é possível suster água em estado líquido na superfície lunar. Quando exposta à radiação solar, a água decompõe-se rapidamente através de um processo denominadofotólise, perdendo-se para o espaço. No entanto, desde a década de 1960 que os cientistas têm levantado a hipótese de existirem na Lua depósitos de água sob a forma de gelo. O gelo teria origem em impactos decometas ou possivelmente produzido através da reação entre rochas lunares ricas em oxigénio e o hidrogénio dovento solar, deixando vestígios de água que poderiam ter sobrevivido nas crateras frias e sem luz dos polos lunares.[62][63] As simulações em computador sugerem que até 14 000 km² da superfície podem estar em sombra permanente.[64] A presença de quantidades utilizáveis de água na Lua é importante para se considerar a viabilidade económica de uma eventualcolonização da Lua, uma vez que o transporte a partir da Terra seria economicamente inviável.[65]
Em décadas posteriores, têm vindo a ser encontrados vestígios de presença de água na superfície lunar.[66] Em 1994, uma experiência com radar biestático pela sondaClementine indicou a existência de pequenas bolsas de água congelada perto da superfície. No entanto, observações posteriores noradiotelescópio de Arecibo sugerem que estas bolsas se podem tratar, na realidade, de rochas projetadas a partir de crateras de impacto recentes.[67] Em 1998, o espectómetro de neutrões a bordo da sondaLunar Prospector indicou que há hidrogénio presente em elevada concentração no primeiro metro de profundidade do solo nas imediações das regiões polares.[68] Em 2008, uma amostra de rocha vulcânica trazida para a Terra pelaApollo 15 revelou que existiam pequenas quantidades de água no seu interior.[69]
Ainda em 2008, a sondaChandrayaan-1 confirmou a existência de água à superfície através do mapeador de mineralogia a bordo. O espectómetro observou linhas de absorção em comum com ohidroxilo na luz solar refletida, fornecendo evidências de grandes quantidades de água na forma de gelo na superfície lunar. A sonda mostrou que estas concentrações podem ser tão elevadas como 1 000ppm.[70] Em 2009, oLCROSS enviou um módulo de impacto para uma cratera polar em sombra permanente, detetando pelo menos 100 kg de água numa pluma de material projetado.[71][72] Uma outra análise dos dados do LCROSS mostrou que a quantidade de água detetada estava próxima dos 155 kg (±12 kg).[73][74]
Em 2018, amoganita, umdióxido de silício semelhante aoquartzo, foi detectado em rochas lunares. Isso é significativo porque a moganita é um mineral que requer água para se formar, reforçando a crença de que a água existe na Lua.[75] Em agosto do mesmo ano, confirmando as previsões anteriores, uma recente pesquisa pela revistaProceedings of National Academy of Sciences (PNAS), confirmou a presença de gelo nos polos lunares. A pesquisa utilizou dados do Mapeador de Mineralogia da Lua (M3) a bordo da espaçonave Indiana Chandrayaan-1 e analisou as propriedades reflexivas da superfície lunar. O equipamento ainda forneceu medições diretas de como as moléculas absorvem a luz infravermelha, proporcionando a capacidade de diferenciar entre água líquida, vapor e gelo sólido.[76]
Em outubro de 2020, aNASA confirmou a existência de água na superfície lunar. Após mais de dois anos de análises, as observações feitas foram publicadas e confirmam, de forma inequívoca, que existe água na Lua. Outro estudo mostra que a água pode se acumular em cerca de 40 000 quilômetros quadrados do satélite, uma superfície similar à deExtremadura (Espanha).[77] A descoberta foi feita após o telescópioSOFIA ser apontado para a cratera Clavius, que possui mais de 200 quilomêtros de diâmetro perto do Polo Sul da Lua, quando captou ondas infravermelhas que apenas a água pode emitir, "Não há nenhum outro material na Lua que possa dar esse mesmo sinal" diz pesquisadores em entrevista à revistaNature Astronomy. Casey Honniball, planetologista da Universidade do Havaí (Estados Unidos) e pesquisadora da NASA, juntamente com sua equipe, afirma que a quantidade de água na cratera é de cerca de 200 microgramas para cada grama de terra lunar. Embora já tenha havido sinais de água na superfície lunar, essas novas descobertas sugerem que ela é mais abundante do que se pensava anteriormente.[78]
Aceleração gravitacional na superfície da Lua em m/s². À esquerda: face visível. À direita: face oculta.[79]
O campo gravitacional da Lua tem sido medido através do rastreio doefeito Doppler de sinais de rádio emitidos a partir de veículos em órbita. As principais características da gravidade lunar sãoconcentrações de massa, anomalias gravitacionais positivas de grande dimensão, associadas a algumas das maiores bacias de impacto, causadas em parte pelos densos depósitos basálticos que preenchem estas crateras.[80][81] Estas anomalias influenciam significativamente a órbita de veículos em torno da Lua. No entanto, há ainda eventos sem explicação; as correntes de magma não explicam por si só todo o mapa gravitacional, e existem algumas concentrações de massa que não têm relação com o vulcanismo dos mares.[82]
No entanto, devido àrotação sincronizada da Lua, não é possível efetuar o rastreio de veículos espaciais muito para além das extremidades do lado visível, pelo que o campo gravitacional do lado oculto se encontra ainda pouco caracterizado. A aceleração provocada pela gravidade na superfície da Lua é de 1,6249 m/s², cerca de 16,6% daquela da superfície terrestre. Quando considerada a totalidade da superfície, a variação na aceleração gravitacional é de cerca de 0,0253 m/s² (1,6% da aceleração provocada pela gravidade). Uma vez que o peso está diretamente relacionado com a aceleração gravitacional, os corpos na Lua pesam apenas 16,6% daquilo que pesariam na Terra.[83]
A Lua tem umcampo magnético exterior de cerca de 1-100nanoteslas, menos de um centésimo docampo magnético terrestre. A Lua não tem um campo magnético global dipolar, como aqueles que são gerados pelogeodínamo característico de um núcleo de metal líquido, apresentando apenas magnetização da crosta, provavelmente adquirida muito cedo na sua História quando o geodínamo estava ainda em funcionamento.[84][85] De acordo com uma hipótese alternativa, alguma da magnetização restante pode ter origem em campos magnéticos transitórios gerados durante grandes eventos de impacto, através da expansão de uma nuvem de plasma gerada por esse impacto na presença de um campo magnético ambiente. Isto é apoiado pela localização aparente das maiores magnetizações da crosta perto dosantípodas das maiores bacias de impacto.[86]
A lua é seguida por umacauda de matéria irradiada. A cauda lunar é feita de átomos de sódio lançados do solo lunar para o espaço por quedas de meteoros e, em seguida, empurrados por centenas de milhares de quilômetros pela radiação solar.[87] A cauda lunar é invisível a olho nu. Durante alguns dias de lua nova a cada mês, no entanto, o feixe se torna visível para telescópios de alta potência que podem detectar o fraco brilho laranja do sódio no céu. O feixe então aparece como um ponto brilhante e difuso no céu oposto ao sol, cerca de cinco vezes o diâmetro da lua cheia e 50 vezes mais escuro do que os olhos humanos podem perceber.[88] Pesquisadores detectaram uma "mancha desódio" pela primeira vez na década de 1990.[89] Mas, embora o ponto sempre apareça ao mesmo tempo nociclo lunar, seu brilho varia muito.[90] Acâmera do céu inteiro (que pode analisar os comprimentos de onda de luz emitidos por elementos específicos, como o sódio) fez cerca de 21 000 imagens da lua, de 2006 a 2019.[91][92]
A atmosfera da Lua é tão rarefeita que pode praticamente ser consideradavácuo, sendo a sua massa total inferior a 10 toneladas.[93] A pressão à superfície desta pequena massa é de cerca de 3 x 10−15atm (0,3nPa) e varia ao longo do dia lunar. A atmosfera tem origem nadesgaseificação epulverização catódica – a libertação de átomos do solo lunar provocada pelo bombardeio deiões do vento solar.[33][94] Entre os elementos detetados estão osódio e opotássio, produzidos pela pulverização catódica (também encontrados nas atmosferas de Mercúrio e de Io); ohélio-4, produzido pelo vento solar; eárgon-40,rádon-222 epolónio-210, desgaseificados após serem criados pordecaimento radioativo no interior da crosta e do manto.[95][96] A ausência de elementos neutros (átomos ou moléculas) comooxigénio,nitrogénio,carbono,hidrogénio emagnésio, que estão presentes no regolito, ainda não é compreendida.[95] A sondaChandrayaan-1 assinalou a presença de vapor de água em diferentes concentrações de acordo com a latitude, com a concentração maior a ocorrer entre os 60-70º. É provavelmente gerado pelasublimação de gelo no rególito.[97] Estes gases podem regressar aomonolito devido à gravidade ou então perderem-se no espaço, tanto através da radiação solar como, se tiverem sido ionizados, serem levados pelo campo magnético do vento solar.[95]
Ainclinação axial da Lua em relação àeclíptica é de apenas 1,5424º, muito inferior aos 23,44º da Terra.[98] Devido a isto, a iluminação solar varia muito pouco em função das estações do ano e os elementos topográficos desempenham o principal papel nos efeitos das estações.[99] A partir de imagens obtidas pela sondaClementine em 1994, é provável que quatro regiões montanhosas na orla dacratera Peary, no polo norte, estejampermanentemente iluminadas, não existindo regiões semelhantes no polo sul. De igual modo, há locais que se encontram em sombra permanente na base de várias crateras polares,[64] sendo estes locais extremamente frios. A sondaLunar Reconnaissance Orbiter mediu a temperatura de verão mais baixa nas crateras do polo sul, registando 35 K (-238 °C),[100] e nacratera Hermite, no polo norte, registando 26 K. Trata-se da temperatura mais fria alguma vez registada por uma sonda espacial no Sistema Solar, inferior até à da superfície dePlutão.[99]
A Lua é pequena em relação à Terra, com cerca de um quarto do diâmetro do planeta e 1/81 da sua massa.[45] É a maior lua do Sistema Solar proporcionalmente ao tamanho do seu planeta, emboraCaronte seja maior em relação aoplaneta anãoPlutão, com cerca de 1/9 da sua massa.[101] Ainda assim, a Terra e a Lua são consideradas um sistema satélite-planeta, em vez de um sistema deplaneta duplo, uma vez que o seubaricentro (o centro de massa comum) se situa 1 700 km no interior da superfície da Terra.[102]
A Lua descreve uma órbita completa em torno da Terra e em relação às estrelas fixas cerca de uma vez a cada 27,3 dias (o seuperíodo sideral). No entanto, uma vez que a Terra descreve ao mesmo tempo a sua órbita em redor do Sol, a Lua demora ligeiramente mais tempo a apresentar a mesmafase lunar, cujo ciclo demora cerca de 29,5 dias (o seuperíodo sinódico).[45] Ao contrário da maior parte dos satélites ou de outros planetas, a Lua orbita mais perto doplano eclíptico do que doplano equatorial. A órbita lunar é ligeiramenteperturbada pelo Sol e pela Terra de várias maneiras e com mecanismos de interação complexos. Por exemplo, o plano de movimento orbital da Luaroda gradualmente, o que afeta por sua vez outros aspetos do movimento lunar. Estes efeitos são descritos em termos matemáticos pelasleis de Cassini.[103]
A Lua encontra-se emrotação sincronizada, ou seja, o tempo que demora a descrever uma rotação em torno do seu eixo é o mesmo que leva para completar uma órbita à volta da Terra. Isto faz com que tenha praticamente sempre a mesma superfície voltada para a Terra. A Lua já rodou a uma velocidade maior durante a sua formação, mas ao longo do período inicial da sua história a sua velocidade foi diminuindo e sincronizou-se nesta orientação em resultado de efeitos defricção associados a deformações daforça de maré provocadas pela Terra.[104] O lado da Lua voltado para a Terra é denominado "face visível" ou "lado visível", e o oposto é denominado "face oculta ou "lado oculto". A face oculta é por vezes denominada "lado negro", embora na realidade seja tão iluminada quanto a face visível: uma vez a cada dia lunar.[105]
A Lua possui umalbedo excepcionalmente baixo, o que lhe confere umarefletância um pouco mais brilhante do queasfalto gasto. Apesar disso, é o segundo corpo mais brilhante no céu a seguir aoSol.[45] Isto deve-se em parte ao brilho proporcionado peloefeito da oposição. Durante as fases de quarto, a Lua aparenta ter um décimo do brilho da lua cheia, em vez de metade, como seria expectável.[106] Para além disso, a constância de cor davisão recalibra as relações entre as cores de um objeto e a sua envolvente; e, uma vez que o céu à volta da Lua é bastante mais escuro, os olhos veem a lua como um objeto brilhante. As orlas da lua cheia aparentam ser tão brilhantes como o centro, semescurecimento de bordo, uma vez que o solo lunar reflete mais luz em direção ao Sol do que em todas as outras direções. A Lua aparenta ser maior ao estar mais próxima da linha de horizonte, embora na realidade isto se deva apenas a um efeito psicológico conhecido porilusão lunar, descrito pela primeira vez no século VII a.C..[107]
O ponto de maioraltitude da Lua no céu varia. Embora tenha quase o mesmo limite do Sol, este valor difere em função da fase lunar e da estação do ano, sendo o mais alto durante a lua cheia de inverno. O ciclo denodos lunares, com a duração de 18,6 anos, também tem influência: quando onodo ascendente da órbita lunar se encontra no equinócio de verão, adeclinação lunar pode atingir os 28º em cada mês. A orientação do crescente lunar também depende da latitude do observador: em latitudes próximas do equador, a forma do quarto assemelha-se a um sorriso.[108]
Tem havido diversas controvérsias ao longo da história sobre se as características da superfície lunar se alteram com o decorrer do tempo. Hoje, muitas destas alegações são consideradas ilusórias e resultantes da observação sob diferentes condições de luz, fenómenos deseeing ou esquemas incorretos. No entanto, ocasionalmente ocorrem fenómenos dedesgaseificação, que podem ser responsáveis por uma pequena percentagem dosfenômenos lunares transitórios. Recentemente, foi sugerido que uma região com cerca de 3 km de diâmetro na superfície lunar foi modificada por uma libertação de gás há cerca de um milhão de anos.[109][110] A aparência da Lua, tal como a do Sol, pode ser afetada pela atmosfera da Terra. Entre os efeitos mais comuns estão umhalo de 22º que se forma quando a luz da Lua é refratada pelos cristais decirroestratos a elevada altitude, e coroas quando a Lua é observada através de nuvens pouco espessas.[111]
As variações mês a mês do ângulo entre a direção da iluminação doSol e da visualização a partir da Terra e asfases da Lua que resultam disso (em castelhano).
Asmarés na Terra são essencialmente provocadas pela variação de intensidade da força gravitacional da Lua de um lado para o outro do planeta, a qual é denominadaforça de maré. Isto forma duas dilatações de maré na Terra, mais facilmente observáveis emalto mar na forma de marés oceânicas.[112] Uma vez que a Terra gira em torno de si própria cerca de 27 vezes mais rapidamente do que a Lua roda à sua volta, as dilatações são arrastadas pela superfície terrestre mais rapidamente do que o movimento da Lua, completando uma rotação em volta da Terra por dia, à medida que roda no seu eixo.[112] As marés oceânicas são ainda amplificadas por outros efeitos: a fricção no manto oceânico, ainércia do movimento da água, o estreitamento das bacias oceânicas perto de terra e oscilações entre diferentes bacias oceânicas.[113] A atração gravitacional do Sol nos oceanos da Terra é de cerca de metade da Lua, sendo a interação entre ambas a responsável pela mudança das marés.[112]
O acoplamento gravitacional entre a Lua e a protuberância de maré mais próxima de si atua comotorque na rotação da Terra, roubandomomento angular eenergia cinética à rotação da Terra.[112][114] Por conseguinte, é acrescentado momento angular àórbita da Lua, o que a acelera e a leva para uma órbita mais distante e longa. Como resultado, a distância entre a Terra e a Luaestá aumentando, enquanto a rotação da Terra se encontra em desaceleração.[114] As medições realizadas a partir de experiências comrefletores delaser durante asmissões Apollo revelaram que a distância da Lua à Terra aumenta anualmente 38 milímetros[115] (embora isto seja apenas 0,10ppm/ano do raio da órbita da Lua). Osrelógios atómicos revelam que o dia terrestre aumenta cerca de 15microssegundos em cada ano,[116] aumentando lentamente o ritmo de ajuste dossegundos bissextos doTempo Universal Coordenado (UTC). Se não houvesse interferências, o movimento de maré continuaria até que a rotação da Terra e o período orbital da Lua se sincronizassem. No entanto, muito antes desse processo se completar, oSol irá transformar-se numagigante vermelha que irá engolir a Terra.[117][118]
A superfície lunar também experiência movimentos de maré, os quais têm uma amplitude de cerca de 10 centímetros ao longo de 27 dias, e dois componentes: um fixo, devido à Terra, porque o satélite está emrotação sincronizada, e um variável, devido ao Sol.[114] O componente induzido pela Terra surge a partir dalibração, uma consequência da excentricidade orbital da Lua; se a órbita do satélite fosse perfeitamente circular, só haveria marés solares.[114] A libração também muda o ângulo a partir do qual a Lua é vista, permitindo que cerca de 59% da superfície possa ser observada a partir da Terra (embora apenas metade, em dado momento).[45] Os efeitos cumulativos do estresse provocado pelos movimentos de maré produzemsismos lunares, os quais são muito menos comuns e menos intensos do que os sismos terrestres embora, por outro lado, possam durar até uma hora devido à ausência de água para amortecer as vibrações sísmicas.[119]
A Lua passando em frente ao Sol, a partir da espaçonaveSTEREO-Bt.[120]
A partir da Terra, a Lua e o Sol parecem ter o mesmo tamanho. No entanto, a partir de um satélite na órbita da Terra, a Lua pode parecer menor que o Sol.
Os eclipses ocorrem apenas quando o Sol, a Terra e a Lua se encontram alinhados. Oseclipses solares ocorrem durante alua nova, quando a Lua se encontra entre o Sol e a Terra. Por outro lado, oseclipses lunares ocorrem durante alua cheia, quando a Terra se encontra entre o Sol e a Lua. O tamanho aparente da Lua é aproximadamente o mesmo do Sol, quando ambos são observados a aproximadamente meio ângulo de largura. O Sol é muito maior do que a Lua, mas é precisamente esse maior afastamento que por coincidência faz com que tenha o mesmo tamanho aparente da Lua, muito mais próxima e mais pequena. As variações entre o tamanho aparente, devido às órbitas não circulares, são também muito coincidentes, embora ocorram em diferentes ciclos. Isto faz com que seja possível ocorreremeclipses totais (em que a Lua aparenta ser maior do que o Sol) eeclipses solares anulares (em que a Lua aparenta ser menor do que o Sol).[121] Durante um eclipse total, a Lua cobre por completo o disco solar e a coroa solar torna-se visível a olho nu. Uma vez que a distância entre a Lua e a Terra aumenta muito devagar ao longo do tempo,[112] o diâmetro angular da Lua também está a diminuir. Isto significa que há centenas de milhões de anos a Lua cobriu por completo o Sol em eclipses solares, e que não era possível ocorrerem eclipses anulares. Da mesma forma, daqui a 600 milhões de anos, a Lua deixará de cobrir o Sol por completo, e só ocorrerão eclipses anulares.[122]
Uma vez que a órbita da Lua em volta da Terra tem uma inclinação de cerca de 5º em relação àórbita da Terra em volta do Sol, os eclipses não ocorrem em todas as luas novas e cheias. Para ocorrer um eclipse, a Lua deve estar perto da intersecção dos dois planos orbitais.[122] O intervalo de tempo e recorrência dos eclipses é descrito no ciclo deSaros, que tem uma duração de aproximadamente dezoito anos.[123]
Uma vez que a Lua bloqueia permanentemente a nossa visão de uma área circular do céu com meio grau de diâmetro,[124] o fenómeno relacionado deocultação ocorre quando uma estrela ou planeta brilhante passam perto da Lua e são ocultados. Desta forma, um eclipse solar é uma ocultação do Sol. Como a Lua se encontra relativamente perto da Terra, a ocultação de estrelas individuais não é visível de todos os pontos do planeta, nem ao mesmo tempo. Devido àprecessão da órbita lunar, em cada ano são ocultadas estrelas diferentes.[125]
O desenvolvimento daastronomia teve início com a necessidade de se compreender os ciclos lunares. Por volta do século V a.C., os astrónomosbabilónicos tinham já registado ociclo de Saros doseclipses lunares, que decorria ao longo de dezoito anos,[126] enquanto que astrónomos indianos tinham já descrito o alongamento mensal da Lua.[127] O astrónomo chinês Shi Shen(séc. IV a.C.) forneceu instruções sobre como prever eclipses solares e lunares.[128] Posteriormente veio-se a compreender a forma física da lua e a razão do luar. O filósofogregoAnaxágoras(m. 428 a.C.) argumentou que tanto o Sol como a Lua eram rochedos esféricos gigantes, e que a Lua refletia a luz solar.[129][130] Embora os chineses durante aDinastia Han acreditassem que a Lua fosse energia semelhante aoqi, reconheciam também que a luz da Lua se tratava apenas do reflexo da luz do Sol. O teórico chinês Jing Fang (78–37 a.C.) descreveu a forma esférica da Lua.[131] No século II d.C.,Luciano de Samósata escreveu uma novela na qual os protagonistas viajam até à Lua, que encontram desabitada. Em 499 d.C., o astrónomo indianoAryabhata menciona na sua obraĀryabhaṭīya que a luz do Sol refletida é o que provoca o brilho da Lua.[132] O astrónomo e físicoAlhazen (965–1039) concluiu que aluz solar não era refletida pela Lua de forma semelhante a um espelho, mas que a luz era emitida por todas as partes da superfície iluminadas em todas as direções.[133]
Nadescrição do universo deAristóteles (384-322 a.C.), a Lua marca a fronteira entre as esferas dos elementos mutáveis (terra, água, ar e fogo) e as estrelas perecíveis doéter, umafilosofia influente que dominaria o pensamento durante séculos.[134] No entanto, no século II a.C.,Seleuco de Seleucia propôs a teoria de que as marés se deviam à atração da Lua, e que a sua altura dependia da posição da Lua relativamente ao Sol.[135] No mesmo século,Aristarco de Samos calculou a distância da Lua à Terra, obtendo um valor de cerca de vinte vezes o raio terrestre. Estes valores seriam mais tarde melhorados porPtolomeu (90-168 d.C.), o qual concluiu que a distância média seria de 59 vezes o raio da terra e que a Lua teria um diâmetro 0,292 vezes o diâmetro terrestre. Estes valores estão muito próximos da medida correta de 60 e 0,273, respetivamente.[136]Arquimedes (287–212 a.C.) inventou um planetário através do cálculo de deslocações da Lua e dos planetas conhecidos.[137]
Durante aIdade Média, antes da invenção dotelescópio, tinha-se vindo progressivamente a aceitar que a Lua era uma esfera, embora muitos acreditassem que era plana.[138] Em 1609,Galileu foi um dos primeiros a cartografar a Lua através de telescópio na sua obraSidereus Nuncius, fazendo notar que não era plana e que possuía montanhas e crateras. Seguem-se várias cartografias feitas através de telescópio; em finais do século XVII, a obra deGiovanni Battista Riccioli eFrancesco Maria Grimaldi proporcionou o sistema de nomenclatura de características lunares ainda hoje em uso. O primeiro estudotrigonometricamente preciso das características lunares surge em 1834-36 na obraMappa Selenographica deWilhelm Beer eJohann Heinrich Mädler, na qual se incluíam as altitudes de mais de um milhar de montanhas.[139] Pensava-se que as crateras lunares, observadas pela primeira vez por Galileu, seriam de origem vulcânica até a uma proposta de Richard A. Proctor em 1870, que sustentava que teriam sido formadas a partir de colisões.[45] Este ponto de vista foi apoiado em 1892 através das experiências do geólogoGrove Karl Gilbert e de estudos comparativos realizados entre as décadas de 1920 e 1940,[140] os quais estiveram na origem daestratigrafia lunar, que por volta da década de 1950 era já um ramo daastrogeologia.[45]
Acorrida espacial entre aUnião Soviética e osEstados Unidos, impulsionada pelaGuerra Fria, levou a uma precipitação no interesse pela exploração lunar. A partir do momento em que se construíram lançadores com a capacidade necessária, ambas as nações iniciaram o envio de diversas sondas não tripuladas, tanto para missões de sobrevoo como de impacto ou alunagem. As naves do programa soviéticoLuna foram as primeiras a cumprir uma série de objetivos: posteriormente a uma série de missões mal sucedidas em 1958,[141] o primeiro objeto construído pelo Homem a escapar à gravidade terrestre e a se aproximar da Lua foi a sondaLuna 1; o primeiro objeto a se despenhar contra a superfície lunar foi aLuna 2; e as primeiras fotografias do até então desconhecido lado oculto foram obtidas pelaLuna 3, todos os eventos ao longo de 1959.
O primeiro objeto a alunar com sucesso foi aLuna 9 e o primeiro veículo não tripulado a orbitar a Lua foi aLuna 10, ambos em 1966.[45] Trêsmissões de retorno trouxeram de regresso à Terra amostras derocha lunar (Luna 16 em 1970,Luna 20 em 1972 eLuna 24 em 1976), num total de 0,3 kg. Oprograma Lunokhod foi o responsável pela alunagem de doisrovers pioneiros, em 1970 e 1973.[142]
Os Estados Unidos lançaram várias sondas não tripuladas de modo a obter dados tendo em vista uma eventual alunagem tripulada. OPrograma Surveyor, coordenado peloJet Propulsion Laboratory, fez alunara sua primeira sonda quatro meses após aLuna 9. Em paralelo, aNASA criou oprograma tripulado Apollo, depois de uma série de testes tripulados e não tripulados em órbita terrestre. A posterior alunagem dos primeiros seres humanos na Lua em 1969 é vista por muitos como o culminar da corrida espacial.[143]Neil Armstrong tornou-se a primeira pessoa a caminhar na lua, enquanto comandante da missãoApollo 11, às 02:56 UTC do dia 21 de julho de 1969.[144]
As missões Apollo 11 a 17 (exceto aApollo 13 que teve que abortar a alunagem), trouxeram 382 kg de rocha e solo lunar, em 2 196 amostras individuais.[145] A alunagem e respetivo regresso foi possibilitado por consideráveis progressos tecnológicos desde o início da década de 1960, em campos como a química deablação,engenharia de software e tecnologia dereentrada atmosférica.[146][147]
Ao longo das missões Apollo, foram instalados na superfície lunar vários conjuntos de instrumentos científicos, comosismógrafos,magnetómetros e sondas de calor. A transmissão direta dos dados para a Terra foi interrompida em 1977[148] embora, como alguns instrumentos são passivos, são ainda hoje usados.[149]
Vista panorâmica da região deTaurus-Littrow em dezembro de 1972, durante a missão lunar daApollo 17. Este vale lunar está localizado no lado mais próximo da Lua, ao longo de um anel de montanhas na borda sudeste deMare Serenitatis. À direita, o geólogo-astronautaHarrison Schmitt prepara-se para colher uma amostra. Os dados coletados durante a Apollo 17 mostram que o vale é composto principalmente porbrechas ricas emfeldspato nos grandes maciços que rodeiam o vale ebasalto subjacente no fundo do vale, coberto por uma camada não consolidada deregolito ou materiais mistos, formada por vários eventos geológicos
Imagem composta da Lua registrada pela sonda espacialGalileu em 7 de dezembro de 1992
Após os programasApollo eLuna, muitos outros países têm estado envolvidos na exploração direta da Lua. Em 1990, oJapão tornou-se o terceiro país a colocar uma nave espacial em órbita lunar com o lançamento da sondaHiten, a qual lançou uma sonda menor (Hagoromo) na órbita lunar, embora o seu transmissor tenha avariado, impedindo o aproveitamento científico da missão.[150] Em 1994, osEstados Unidos lançaram a sondaClementine, um projeto conjunto entre aNASA e oDepartamento de Defesa. Esta missão cartografou o primeiro mapa topográfico de praticamente toda a superfície lunar e as primeirasimagens multiespectrais globais.[151] Em 1998 foi colocada em órbita uma nova sonda americana, aLunar Prospector, cujos instrumentos indicaram a presença de excesso dehidrogénio nos polos lunares, provavelmente com origem em depósitos de gelo a poucos metros de profundidade doregolito e dentro de crateras permanentemente escuras.[152] ALunar Prospector detectou o elementotório na superfície lunar.[153][154] Segundo Kirk Sorensen, ex-engenheiro da NASA,reatores de tório seriam de vital importância para acolonização da Lua.[155]
A sonda europeiaSMART-1, segunda sonda movida apropulsão de iões, a qual permaneceu em órbita lunar entre 2004 e 2006, realizou o primeiro levantamento detalhado de elementos químicos na superfície da Lua.[156] Entre 4 de outubro de 2007 e 10 de junho de 2009, a sondaSELENE daAgência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA), equipada com uma câmara devídeo de alta definição e dois pequenos satélites deradiotransmissão, obtive dados degeofísica lunar e as primeiras imagens em alta definição da Lua feitas para além da órbita da Terra.[157][158] A primeira missão lunarindiana, a sondaChandrayaan-1, orbitou o satélite em 8 de novembro de 2008 até a perda de contato em 27 de agosto de 2009, obtendo imagens de alta resolução da composição química, mineralógica e geológica da superfície lunar e confirmando a presença de moléculas de água no solo lunar.[159] AOrganização Indiana de Pesquisa Espacial tencionou lançar aChandrayaan-2 em 2013 prevendo incluir um robô lunar russo.[160] No entanto, a missão foi reavaliada e o lançamento está agora previsto para o primeiro trimestre de 2018, mas sem a participação russa.[161]
AChina, através do seu ambiciosoprograma de exploração lunar, lançou com sucesso a primeira sonda espacialChang'e 1 em 5 de novembro de 2007, a qual se manteve em órbita até ao impacto controlado contra a superfície do satélite em 1 de março de 2008.[163] Após a bem sucedida missão que colocou em órbita aChang'e 2 em 2010 para mapear a superfície lunar,[164] em 14 de dezembro de 2013, a sonda chinesaChang'e 3 tornou-se o primeiro objeto fabricado pelo ser humano a pousar na Lua em 37 anos. Em 2019, a sonda chinesaChang'e 4 foi a primeira a pousar nolado oculto da Lua.[162] Além da China, apenas os governos da União Soviética e dos Estados Unidos enviaramrovers para a superfície lunar.[165]
Entre as próximas missões lunares previstas estão a russaLuna-Glob: uma sonda não tripulada, um conjunto de sismógrafos, e uma sonda com base na sua missão marcianaFobos-Grunt, lançada em 2012.[168][169] A exploração lunar financiada pela iniciativa privada tem sido promovida peloGoogle Lunar X Prize, anunciado em 13 de setembro de 2007 e que oferece 20 milhões de dólares para quem conseguir desenvolver um robô lunar e cumprir outros critérios especificados. AShackleton Energy Company está construindo um programa para estabelecer operações no polo sul da Lua para colher água e fornecer seus depósitos propulsores.[170]
ANASA tem planos para retomar as missões tripuladas, na sequência do anúncio, em 2004, de uma missão tripulada à Lua até 2019 e da construção de umabase lunar até 2024 por parte dopresidenteGeorge W. Bush[171] OProgramaConstellation chegou a iniciar a construção e testes de umanave espacial tripulada e de umnovo veículo de lançamento,[172] além do projeto de uma base lunar.[173] No entanto, o programa foi cancelado de modo a dar prioridade a um pouso tripulado em um asteroide até 2025 e a uma missão tripulada até a órbita deMarte até 2035. AÍndia também manifestou a sua intenção de enviar uma missão tripulada à Lua até 2020.[174]
A maioria daspotências espaciais (Estados Unidos, China,Rússia, Índia) intentam explorar osolo lunar em busca de recursos raros na Terra, como oHélio-3.[175] A viabilidade econômica de tal exploração ainda não foi demonstrada.[176] O uso do Hélio-3 na geração de energia, possibilita afusão nuclear aneutrônica que não emite radiações nocivas.[177]
Imagem da Terra em luzultravioleta, obtida a partir da superfície lunar. O lado em que está dia reflete muita luz ultravioleta doSol, enquanto lado onde está noite mostra bandas de emissão de UV da aurora causada por partículas carregadas[178]
Há vários anos que a Lua é vista como um excelente local para a instalação detelescópios, apresentando vantagens em relação a observações efetuadas a partir da superfície terrestre ou detelescópios colocados em órbita.[179] Além do fato de estar relativamente próximo à Terra, um observatório na superfície lunar não sofreria a influência da atmosfera, já que a camada de gases que envolve a Lua é extremamente rarefeita. A gravidade lunar, substancialmente menor que a terrestre, permitirá a colocação de estruturas de maior porte. Outra vantagem seria a ocorrência natural, nas crateras polares, das baixas temperatura necessárias para a operação detelescópios infravermelhos. Além disso, osradiotelescópios nolado oculto estariam protegidos das ondas de rádio provenientes da Terra.[180] O solo lunar, embora constitua um problema para as partes móveis de telescópios, pode ser misturado comnanotubos de carbono eresina epóxi na construção de espelhos de até 50 metros dediâmetro.[181] Um telescópio lunarzenital pode ser feito de forma barata comlíquido iónico.[182] Contudo, a maior dificuldade a ser superada refere-se aos custos e às dificuldades técnicas de se transportar e colocar grande quantidade de equipamento na superfície lunar, o que faz com que estes projetos sejam ainda inviáveis.[183] Em abril de 1972, a missãoApollo 16 obteve diversas imagens e espectros ultravioleta através doFar Ultraviolet Camera/Spectrograph, inclusive da Terra.[184]
Embora os veículos doPrograma Luna tenham espalhado pela Lua bandeirolas da União Soviética e os astronautas norte-americanos tenham hasteado simbolicamente bandeiras nos locais de pouso das missões Apollo, nenhuma nação reivindica atualmente a posse de qualquer área da superfície lunar.[185] Tanto aRússia como os Estados Unidos assinaram em 1967 oTratado do Espaço Exterior,[186] o qual define a Lua e todo o espaço enquanto "província de toda a humanidade".[185] Este tratado também restringe o uso da Lua para fins pacíficos, proibindo explicitamente instalações militares earmas de destruição em massa.[187] OTratado da Lua de 1979 foi criado no sentido de proibir a exploração dos recursos da Lua por parte de um único país, mas não foi assinado por nenhuma dasnações com tecnologia espacial.[188] Apesar de várias pessoas terem feito reivindicações territoriais sobre a Lua, no todo ou em parte, nenhuma é considerada credível.[189][190][191]
Asfases regulares da Lua fazem dela um relógio bastante conveniente e o intervalo entre os quartoscrescente eminguante constitui a base de muitos dos calendários da antiguidade. Alguns dos ossos entalhados pré-históricos, datados de entre 20 e 30 mil anos atrás, são considerados por alguns historiadores uma forma de marcação das fases da lua. Omês de 30 dias é uma aproximação aociclo lunar.[192][193][194] Antes da introdução docalendário solar, ospovos germânicos usavam ocalendário germânico, um tipo decalendário lunar. O substantivoinglêsmonth e os seuscognatos em outraslínguas germânicas têm origem noproto-germânico*mǣnṓth-, o qual é relativo a*mǣnōn.[195] A mesma raiz indo-europeia demoon está na origem dos termos emlatimmeasure emenstrual, palavras que ecoam a importância da Lua para muitas culturas antigas na medição do tempo (como as palavrasmensis, em latim, eμήνας (mēnas), emgrego antigo, que significam "mês").[196][197]
A Lua tem sido o tema e inspiração para as mais diversas obras de arte e literatura. É um motivo recorrente nasartes visuais ecénicas,poesia,literatura emúsica. É provável que o relevo no túmulo deKnowth, naIrlanda, represente a Lua, o que constituiria a mais antiga representação conhecida do satélite. O contraste entre as terras altas, mais brilhantes, e osmares lunares, mais escuros, cria padrões que foram interpretados das mais diversas formas pelas diferentes culturas ao longo da História, como aface lunar, ocoelho lunar ou o búfalo. Em muitas culturas pré-históricas e da antiguidade, a Lua era considerada a personificação de uma divindade ou de outro fenómeno sobrenatural. Ainda hoje continuam a existir interpretaçõesastrológicas da Lua, geralmente associadas a ciclos de mudança e transformação.[198][199]
A Lua tem uma longa associação com aloucura e airracionalidade; as palavrasloucura elouco têm origem no termo latinoLuna. Os filósofosAristóteles ePlínio, o Velho argumentavam que alua cheia induzia a insanidade em indivíduos susceptíveis e acreditavam que o cérebro, que é formado principalmente por água, fosse afetado pela Lua e a sua influência sobre as marés, embora a gravidade da Lua seja muito pequena para exercer qualquer tipo de influência individualmente.[200] Ainda hoje as pessoas insistem em associar a lua cheia com o maior número de internamentos em hospitais psiquiátricos, acidentes de trânsito,homicídios ousuicídios, embora não haja qualquer evidência científica que apoie essas superstições.[200]
↑Caronte é proporcionalmente mais largo em comparação aPlutão, mas Plutão foi reclassificado paraplaneta anão.
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